‌TPS2585x-Q1 双端口USB Type-C充电控制器总结

TPS2585x-Q1 是一款集成式 USB 充电端口解决方案，包括一个能够提供高达 6.6 A 电流的同步 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 是一系列高度集成的 USB Type-C 充电控制器，适用于双 USB 端口应用。
*附件：tps25859-q1.pdf

TPS2585x-Q1 集成了一个带有内部功率 MOSFET 的单片、同步、整流、降压、开关模式转换器和两个具有充电端口自动检测功能的 USB 限流开关。TPS2585x-Q1 提供紧凑的解决方案，可在较宽的输入电源范围内实现 6.6 A 的连续输出电流，并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。FREQ 引脚上的电阻器将开关频率设置为 200 kHz 和 800 kHz 之间。

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。TPS25858-Q1 集成了电池充电 （Rev. 1.2），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 设备提供所需的电气签名。TPS25859-Q1 可以单独启用每个端口，并可以报告每个端口的故障情况。TPS2585x-Q1 还提供可满足 USB3.1 电源要求的 VCONN 电源。由于系统集成度高且占地面积小，该器件特别适合双端口应用。

TPS2585x-Q1 支持智能热管理。USB 输出电压和 Type-C 电流通告可以通过 TS 引脚根据温度检测进行调节。TPS2585x-Q1 必须在 TS 引脚上连接 NTC 热敏电阻，以监控环境温度或 PCB 公猪温度，具体取决于 NTC 热敏电阻在 USB 充电模块或 PCB 板中的放置位置。选择不同的 NTC 热敏电阻和底部串联电阻可以改变减载的温度阈值。

TPS2585x-Q1 具有四种可选的 USB 输出电压设置：5.1 V、5.17 V、5.3 V 和 5.4 V。TPS2585x-Q1 集成了一个精密电流检测放大器，用于电缆压降补偿和用户可编程电流限制调整。电缆补偿仅在输出电压设置为 5.17 V 时可用。电缆补偿电压为90 mV，输出电流为2.4 A。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量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、OUT 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 94.5% 在 = 13.5 V，我 PA_BUS = 3 A 和 I PB_BUS = 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 800 kHz
  • 具有扩频抖动功能的FPWM
  • 可选输出电压：5.1 V、5.17 V、5.3 V、5.4 V
• 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
• 线路压降补偿：2.4A 负载时为 90 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
  • 自动 DCP 模式 （TPS25858-Q1）：
    • 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
• 设备 TJ范围：–40°C 至 +150°C
• 故障标志报告 （TPS25859-Q1）：USB 过流、热关断
• USB 端口开/关控制 （TPS25859-Q1）

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS25858-Q1和TPS25859-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级低EMI双3A USB Type-C充电端口转换器，集成可编程电流限制和热管理功能。关键特性包括：

• ‌AEC-Q100认证‌：支持-40°C至+125°C工作温度，符合汽车应用标准。
• ‌高效同步降压稳压器‌：输入电压范围5.5V至26V，峰值效率达94.5%（13.5V输入，双端口3A输出）。
• ‌Type-C兼容性‌：支持USB Type-C Rev 1.3协议，包括3A/1.5A电流广告、VBUS放电和VCONN电源（200mA）。
• ‌低EMI设计‌：通过HotRod封装和扩频技术满足CISPR25 Class 5标准。

‌2. 核心功能‌

• ‌双端口控制‌：支持两个独立Type-C端口，每端口最大3A输出，总负载能力6.6A。
• ‌可编程输出电压‌：通过VSET引脚配置5.1V、5.17V、5.3V或5.4V输出（5.17V时支持90mV线缆补偿）。
• ‌热管理‌：集成NTC热敏电阻接口，支持温度监控下的负载调节（如高温时降低输出电流）。
• ‌保护机制‌：包括过流保护（±10%精度）、短路保护、过热关断（TSD阈值166°C）及输入过压保护（OVP）。

‌3. 型号差异‌

• ‌TPS25858-Q1‌：支持BC1.2 DCP模式（短路/1.2V/2.7V分压模式），适用于传统USB设备。
• ‌TPS25859-Q1‌：新增端口独立启停控制（PA_EN/PB_EN）和故障指示（PA_FAULT/PB_FAULT）。

‌4. 典型应用‌

• 汽车USB充电端口
• 车载USB媒体集线器

‌5. 封装与设计支持‌

• ‌封装‌：25引脚VQFN-HR（3.5mm×4.5mm），优化散热和EMI性能。
• ‌设计资源‌：提供布局指南、热设计建议及典型应用电路（如400kHz开关频率下的电感/电容选型）。

‌6. 关键参数‌

• ‌开关频率‌：200kHz至800kHz可调（通过FREQ/SYNC引脚）。
• ‌电流限制‌：默认3.55A（ILIM接地），支持外部电阻调节。
• ‌效率‌：典型值94.5%（13.5V输入，双3A负载）。

‌总结‌
TPS2585x-Q1系列是高度集成的汽车USB充电解决方案，兼具高效率、低EMI和灵活配置特性，适用于严苛的汽车环境需求。