‌TPS2583xA-Q1 系列汽车级USB Type-C®和BC1.2充电控制器总结

TPS2583xA-Q1 是一款 USB Type-C 和 BC1.2 充电端口控制器，包括一个同步 DC/DC 转换器。通过电缆下垂补偿，V总线无论负载电流如何，电压都保持恒定，确保连接的便携式设备以最佳电流和电压充电。

TPS2583xA-Q1 包括用于 DP 和 DM 直通的高带宽模拟开关。
*附件：tps25830a-q1.pdf

TPS25830A-Q1 还集成了 V 上的电池短路保护 总线 、CC1、CC2、DM_IN 和 DP_IN 引脚（支持高达 18 V）。TPS25832A-Q1 不支持数据线（CC 和 Dx）短路 VBAT 保护。

同步降压稳压器采用电流模式控制工作，并经过内部补偿以简化设计。RT 引脚上的电阻器将开关频率设置为 300 kHz 和 2.2 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。

TPS2583xA-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。

包括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整。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。V 型总线无论负载电流如何，在连接的便携式设备上测量的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。

USB 规范要求对 USB 充电端口进行电流限制，但为系统设计人员提供了合理的灵活性，可以根据系统要求选择过流保护级别。TPS2583xA-Q1 采用新型双门限电流电路，允许系统设计人员对降压稳压器的平均限流保护进行编程，或者可选地使用 CSN/OUT 和 BUS 引脚之间的外部 NMOS 进行限流。NFET 实现使 TPS2583xA-Q1 降压稳压器能够在 USB 端口出现过流故障时为其他负载提供 5V 输出。此外，TPS2583xA-Q1 使用的限流方法可以满足最新的 MFI 要求。

TPS2583xA-Q1 集成保护功能包括逐周期电流限制、打嗝短路保护、欠压锁定、V总线过压和过流、CC 过压和过流、数据线 （D x ） 短至 V总线和 V 蝙蝠 ，并具有芯片过温保护。

TPS25830A-Q1 包括用于 DP 和 DM 直通的高带宽模拟开关，并支持数据线（Dx 和 CC）短路 VBAT 保护。TPS25832A-Q1 不支持数据线（Dx 和 CC）短路 VBAT 保护。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，T一个
  • HBM ESD 分类等级 H2
  • CDM ESD 分类等级 C5
• 同步降压DC/DC稳压器
  • 输入电压范围：4.5 V 至 36 V
  • 输出电流：3.5 A
  • 5.1V 输出电压，精度为 ±1%
  • 电流模式控制
  • 可调频率：300 kHz 至 2.2 MHz
  • 频率同步到外部时钟
  • 具有扩频抖动功能的FPWM
  • 内部补偿，易于使用
• 符合 USB-IF 标准
  • USB Type-C 修订版 1.3^®^
    • CC 逻辑，V控制室源与排放
    • USB 电缆极性检测 （POL)
  • 符合 USB BC1.2 的 CDP/SDP 模式
  • 符合 MFI 过流限制
• 针对 USB 电源和通信进行了优化
  • 用户可编程 USB 电流限制
  • 电缆下垂补偿高达 1.5 V
  • DP 和 DM 上的高带宽数据开关
  • USB 固件更新的客户端模式
• 集成保护
  • V总线短至V蝙蝠保护
  • DP_IN、DM_IN、CCx V 短路 蝙蝠 （仅限 TPS25830A-Q1）
  • DP_IN、DM_IN、CCx V 短路总线
  • DP_IN、DM_IN、CCx IEC 61000-4-2 等级
    • ±8kV 接触式和 ±15kV 空气放电
• 故障标志报告
• 32引脚QFN封装，带可润湿侧翼

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS25830A-Q1和TPS25832A-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级同步降压DC/DC调节器，集成USB Type-C®和BC1.2充电端口控制器功能。主要特点包括：

• ‌输入电压范围‌：4.5V至36V，支持汽车电池环境。
• ‌输出能力‌：5.1V±1%精度，最大3.5A输出电流。
• ‌兼容性‌：符合USB Type-C Rev 1.3和BC1.2标准，支持CDP/SDP模式。
• ‌保护功能‌：集成VBUS短路保护、数据线（DP/DM/CC）过压保护（支持±8kV接触/±15kV空气放电ESD）。

‌2. 关键特性‌

• ‌高效降压调节器‌：
  • 电流模式控制，内部补偿简化设计。
  • 可调开关频率（300kHz至2.2MHz），支持外部时钟同步。
• ‌USB Type-C功能‌：
  • 自动检测连接设备（UFP）和电缆方向（通过POL引脚）。
  • 支持1.5A/3A电流广播，VCONN供电（需外接5V LDO）。
• ‌电缆压降补偿‌：通过IMON引脚编程，最高补偿1.5V以抵消长电缆IR损耗。
• ‌多重保护机制‌：
  • 过流保护（可编程阈值）、过热关断、VBUS/CC/DP/DM引脚过压保护。
  • TPS25830A-Q1额外支持数据线短路至电池保护（18V耐受）。

‌3. 应用场景‌

• 汽车信息娱乐系统
• USB媒体集线器
• 车载USB充电端口

‌4. 功能模式‌

• ‌Type-C模式‌：默认启动，检测连接设备后激活降压调节器。
• ‌BC1.2模式‌：通过CTRL1/CTRL2引脚配置为CDP（1.5A）、SDP（500mA/900mA）或客户端模式（仅数据传输）。
• ‌客户端模式‌：关闭电源输出，仅保持数据通路，用于固件更新。

‌5. 设计支持‌

• ‌布局建议‌：优先使用多层板，分离功率地（PGND）与信号地（AGND），优化散热设计。
• ‌典型电路‌：需外接电感、输出电容、电流检测电阻（RSNS）及补偿网络（RIMON/RILIMIT）。

‌6. 文档与支持‌

• 提供详细的数据手册、应用报告（如短路保护设计、USB2.0信号完整性优化）和参考设计。

‌差异点‌：

• ‌TPS25830A-Q1‌：支持数据线短路至电池保护，集成高带宽模拟开关。
• ‌TPS25832A-Q1‌：无数据线短路至电池保护功能。

‌总结‌：TPS2583xA-Q1系列是面向汽车USB充电的高集成度解决方案，兼具高效电源转换、Type-C协议支持和鲁棒的保护功能，适用于严苛的汽车电子环境。