‌TPS2585x-Q1 单端口USB Type-C®充电控制器集成同步降压DC/DC转换器总结

TPS2585x-Q1 是一款集成式 USB 充电端口解决方案，包括一个同步、高效的 DC/DC 转换器以及用于实现 USB 电池充电 1.2 和 Type-C 端口的集成检测和控制。

TPS2585x-Q1 是一款高度集成的 USB Type-C 充电控制器，适用于单端口应用。
*附件：tps25855-q1.pdf

该器件集成了一个带有内部功率 MOSFET 的单片、同步、整流、降压、开关模式转换器和一个带充电端口自动检测的 USB 限流开关。TPS2585x-Q1 提供紧凑、高效的解决方案，在宽输入电源范围内具有出色的负载和线路调节能力。同步降压稳压器采用峰值电流模式控制工作，并经过内部补偿以简化设计。对于TPS25854-Q1，FREQ引脚上的电阻器将开关频率设置为200 kHz至800 KHz之间。对于TPS25855-Q1，FREQ引脚上的电阻器将开关频率设置为200 kHz至3 MHz之间。工作频率低于400 kHz可提高系统效率。高于 2.1 MHz 的工作频率避开了 AM 无线电频段，并允许使用更小的电感器。

TPS2585x-Q1 集成了标准 USB Type-C 端口控制器功能，包括用于 3A 和 1.5A 电流通告的配置通道 （CC） 逻辑。电池充电（修订版 1.2）集成为使用 USB 数据线信令确定 USB 端口电流源功能的非 Type-C 传统 USB 设备提供了所需的电气签名。

TPS2585x-Q1 支持智能热调节。输出电流可根据外部TS阈值进行调节。此外，该器件还集成了可满足USB3.1电源要求的VCONN电源。该器件由于系统集成度高且占地面积小，特别适合单端口应用。

TPS2585x-Q1 输出电压固定为 5.1 V。该器件还集成了一个精密电流检测放大器，用于用户可编程电缆压降补偿和电流限制调谐，最大电缆补偿电压限制为400 mV。电缆补偿通过改变降压稳压器输出电压与负载电流线性变化，以抵消汽车布线中由于导线电阻而导致的压降，帮助便携式设备在重负载下以最佳电流和电压充电。无论负载电流如何，在连接的便携式设备上测得的总线电压都保持大致恒定，从而使便携式设备的电池充电器能够以最佳方式工作。

TPS2585x-Q1 为 USB 充电和系统作提供各种安全功能，包括外部负热敏电阻监控、逐周期电流限制、打嗝短路保护、欠压锁定、总线过流和芯片过热保护。

该器件系列采用 25 引脚、3.5 mm × 4.5 mm QFN 封装。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：T一个范围 –40°C 至 +125°C
  • HBM ESD 分类等级 H2
  • CDM ESD 分类等级 C5
• 针对超低 EMI 要求进行了优化：
  • 符合CISPR25 5 级标准
  • HotRod™ 封装可最大限度地减少开关节点振铃
  • 扩频可减少峰值排放
• 同步降压稳压器
  • 400 KHz 时的高效率：V 时为 96% 在 = 12 V，我 总线 = 3 安
  • 18mΩ/10mΩ低R DS（开） 降压稳压器 MOSFET
  • 工作电压范围：5.5 V 至 26 V，可承受 36V 输入
  • 可调频率：200 kHz 至 3 MHz （TPS25855-Q1）
  • 可调频率：200 kHz 至 800 kHz （TPS25854-Q1）
  • 具有扩频抖动功能的FPWM
  • 固定的5.1V输出电压
• 内部电源路径：
  • 7mΩ/7mΩ低R DS（开） 内部 USB 功率 MOSFET
  • 高精度 USB 端口的可编程电流限制：3.4 A 时为 ±10%
  • 输出：5.1 V，200 mA 电源，用于辅助负载
• USB 线路压降补偿：可编程，最大 400 mV
• 符合 USB-IF 标准
  • Type-C 修订版 1.3
    • CC 上的 3-A 功能通告
    • V总线应用和放电
    • V控制室电源：200 mA
    • USB 电缆极性检测 （POL)
  • 自动 DCP 模式：
    • 短路模式符合 BC1.2 和 YD/T 1591 2009
    • 1.2V 模式
    • 2.7V 分压器 3 模式
• 减载与可编程 T一个
• 故障标志报告：USB 过流、热关断
• 用于可编程热过载保护的热警告标志
• 设备 TJ范围：–40°C 至 +150°C

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS25854-Q1和TPS25855-Q1是德州仪器（TI）推出的高集成度USB Type-C充电控制器，专为汽车应用设计，符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至+125°C）。两款器件集成了同步降压DC/DC转换器和可编程电流限制功能，支持单端口3A USB Type-C充电，适用于车载媒体集线器、充电端口及售后市场充电器等场景。

‌2. 关键特性‌

• ‌高效降压转换器‌：
  • 输入电压范围5.5V至26V（耐压36V），固定5.1V输出，效率高达96%（12V输入时）。
  • 支持200kHz至3MHz（TPS25855-Q1）或800kHz（TPS25854-Q1）可调开关频率，内置扩频技术降低EMI。
• ‌USB Type-C兼容性‌：
  • 符合Type-C Rev 1.3标准，支持3A/1.5A电流广告、VBUS供电/放电、VCONN电源（200mA）及电缆极性检测（POL）。
  • 集成7mΩ低阻USB功率MOSFET，电流限制精度±10%（3.4A时）。
• ‌保护与监测‌：
  • 可编程线缆补偿（最大400mV）、热警告标志、过流/过热故障标志（FAULT）。
  • 支持BC1.2、YD/T 1591-2009、Divider 3和1.2V模式等充电协议。

‌3. 应用场景‌

• 汽车USB媒体集线器
• 车载USB充电端口
• 售后市场充电器

‌4. 封装与型号差异‌

• ‌封装‌：25引脚VQFN-HR（3.5mm×4.5mm）。
• ‌差异‌：TPS25855-Q1支持更高开关频率（3MHz），适用于需避开AM频段的应用；TPS25854-Q1频率范围200kHz-800kHz，优化中频效率。

‌5. 设计支持‌

• 提供内部补偿、可编程电流限制及电缆补偿功能，简化布局设计。
• 典型应用电路推荐使用10μH电感（400kHz）或2.2μH电感（2.1MHz），搭配多层PCB以优化热性能。

‌6. 安全与可靠性‌

• 通过CISPR25 Class 5 EMI认证，内置ESD保护（HBM 2kV）。
• 热关断阈值160°C，支持外部NTC温度监测实现负载动态调节。

‌总结‌：TPS2585x-Q1系列通过高集成度和汽车级可靠性，为USB Type-C充电提供紧凑、高效的解决方案，适用于严苛的汽车环境。