‌TPS25751 USB Type-C®和USB PD控制器技术文档总结

该TPS25751是一款高度集成的独立USB Type-C和供电（PD）控制器，针对支持USB-C PD Power的应用进行了优化。该TPS25751集成了完全托管的电源路径和强大的保护，可实现完整的 USB-C PD 解决方案。该TPS25751还集成了外部电池充电器 IC 的控制，以提高易用性并缩短上市时间。直观的基于 Web 的 GUI 使用清晰的框图和简单的多项选择题向用户询问一些有关应用需求的简单问题。因此，GUI 为用户的应用创建配置映像，从而降低了与竞争性 USB PD 解决方案相关的大部分复杂性。
*附件：tps25751.pdf

特性

• PD 控制器通过 USB-IF PD3.1 认证
  • PD3.1 芯片是新 USB PD 设计认证所必需的
  • TPS25751 TID#： 10306
  • 关于 PD2.0 与 PD3.0 的文章
• 针对 USB Type-C PD 电源应用进行了优化
  • 用于 TI 电池充电器的集成 I2C 控制
    • BQ25756、BQ25756E、BQ25790、BQ25792
    • BQ25798、BQ25713、BQ25731
  • 基于 Web 的 GUI 和预配置固件
  • 针对仅限功耗（吸收器）（UFP）应用进行了优化
  • 针对电源供应商/电力消费者 （DRP） 应用进行了优化
  • 如需更广泛的选择指南和入门信息，请参阅 www.ti.com/usb-c 和 E2E 指南
• 可编程电源 （PPS）
  • 支持 PPS 源和接收器
  • 独立 PPS 源控 TI 电池充电器
  • PPS 水槽的可编程接口
• 液体检测
  • 直接在 Type-C 连接器上进行测量
  • 集成错误处理和保护
• 集成的完全托管电源路径
  • 集成 5V、3A、36mΩ 源开关（TPS25751S 和 TPS25751D）
  • 集成 20V、5A、16mΩ 双向负载开关（仅限 TPS25751D）
• 集成的稳健电源路径保护
  • 集成反向电流保护、欠压保护、过压保护、压摆率控制高压双向电源路径
  • 集成欠压和过压保护以及电流限制，用于 5V/3A 电源路径的浪涌电流保护
  • 26V 容差 CC 引脚，在连接到不合规设备时提供强大的保护
• USB Type-C 供电 （PD） 控制器
  • 10 个可配置的 GPIO
  • BC1.2 通告/检测支持
  • 3.3V LDO输出，支持没电电池
  • 来自 3.3V 或 VBUS 电源的电源
  • 1 个 I2C 控制器端口
  • 1 个 I2C 目标端口

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS25751是德州仪器（TI）推出的高度集成USB Type-C和Power Delivery（PD）控制器，专为电源应用优化，支持PD3.1认证（TID#: 10306）。其核心功能包括：

• ‌集成电源开关‌：支持5V/3A源极开关（TPS25751S/D）和20V/5A双向负载开关（仅TPS25751D）。
• ‌应用场景‌：电动工具、无线音箱、家用医疗设备、工业应用等。
• ‌关键特性‌：
  • 支持PPS（可编程电源）源/吸功能。
  • 集成I2C接口控制TI电池充电器（如BQ25756、BQ25790等）。
  • 液体检测功能（通过Type-C连接器直接测量）。

‌2. 硬件架构‌

• ‌电源管理‌：支持3.3V或VBUS供电，内置LDO（3.3V和1.5V输出）。
• ‌功率路径‌：
  • ‌PP_5V‌：5V/3A源极路径，集成过压/欠压保护。
  • ‌PPHV‌（仅D型号）：20V/5A双向负载开关，支持反向电流保护。
  • ‌PP_EXT‌（仅S型号）：外部高压门极驱动控制。
• ‌接口‌：10个可配置GPIO、I2C控制器/目标端口、BC1.2检测支持。

‌3. 功能模式‌

• ‌电源状态‌：
  • ‌Active模式‌：支持高功率传输（如PD协商）。
  • ‌Idle/Sleep模式‌：低功耗监测，快速唤醒。
• ‌热管理‌：独立温度传感器，触发热关断（TSD_MAIN: 145–175°C）。

‌4. 典型应用设计‌

• ‌PPS支持‌：5–21V电压调节（20mV步进），3A/5A电流输出。
• ‌液体检测‌：通过SBU引脚监测短路，触发保护机制。
• ‌BC1.2兼容‌：支持DCP/CDP广告模式，通过D+/D-引脚实现。

‌5. 封装与布局‌

• ‌封装选项‌：
  • TPS25751D：38引脚QFN（4.0mm × 6.0mm）。
  • TPS25751S：32引脚QFN（4.0mm × 4.0mm）。
• ‌布局建议‌：
  • 关键路径（如VBUS、PPHV）需宽走线（≥16mil）和多过孔以降低阻抗。
  • CC引脚需就近放置滤波电容（330pF）。

‌6. 开发支持‌

• ‌配置工具‌：基于Web的GUI生成预配置固件，简化设计流程。
• ‌文档资源‌：提供数据表、参考设计（如SLUA271）和E2E社区支持。

‌7. 安全与认证‌

• 符合USB-IF PD3.1规范，集成多重保护（OVP/UVP/RCP）。
• ESD防护：HBM ±1000V，CDM ±500V。

‌总结‌
TPS25751是一款针对高功率USB-C应用的完整解决方案，结合了高集成度、灵活配置和强健的保护功能，适用于消费电子和工业设备。其设计重点在于简化开发流程（如通过Web工具生成配置），同时满足复杂电源管理需求（如PPS和液体检测）。