TPS66021 USB-C® Power Delivery，20V 接收器和 5V 电源开关，带 5V 没电电池 LDO数据手册

TPS6602x 是一款功能齐全的电源开关多路复用器，包含集成的 5V 源电源路径和 4V 至 22V 灌电源路径。当输出负载超过选定的限流阈值时，5V 源路径通过在恒流模式下工作将输出电流限制在安全水平。每个电源路径都支持过热和反向电流保护。VBUS具有过压保护，其电平由可选的外部电阻分压器设置。如果不需要过压保护，可以通过将 OVP 端子接地来禁用它。TPS6602x 系列支持指示过流和过热事件的故障引脚。

TPS6602x 系列还支持高压 VBUS LDO 稳压器（每种设备类型 3.3V 或 5V），可用于在电池没电条件下运行时为设备和其他系统组件供电。TPS66020调节至3.3V，TPS66021调节至5V。
*附件：tps66021.pdf

特性

• 集成 30 mΩ（典型值）、32V 容差 NFET 5V 源路径，高达 3 A
• 集成 22 mΩ（典型值）、32V 容差 NFET 4V 至 22V 灌电流路径，高达 5 A
• 5V 源路径的可选电流限制
• 内置软启动以限制浪涌电流
• 集成高压VBUS LDO稳压器（每种器件类型3.3V或5.0V）
• 通过引脚配置可选的 VBUS 过压保护。
• 系统电源和 VBUS 欠压保护
• 5V 系统电源过压保护
• 过温保护
• 反向电流保护
• 具有去毛刺故障报告功能的故障引脚
• 支持快速角色交换
• IEC/UL证书编号US-34369-UL 标准
  • 标准：IEC 62368-1 第 2 版、UL 2367 第 1 版
• 占地面积小的 WCSP 封装，无需 HDI。

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

• ‌型号‌：TPS66020（3.3V VBUS LDO）和TPS66021（5V VBUS LDO），均为德州仪器（TI）推出的集成电源多路复用器。
• ‌核心功能‌：
  • ‌5V Source路径‌：支持最高3A输出，具备可选的1.5A/3A电流限制，集成反向电流保护（RCP）、过温保护（TSD）及过压保护（OVP）。
  • ‌4V-22V Sink路径‌：支持最高5A输入，内置软启动功能，防止浪涌电流。
  • ‌高压VBUS LDO‌：TPS66020输出3.3V，TPS66021输出5V，用于无电池（Dead Battery）条件下为系统供电。
• ‌应用场景‌：笔记本、Chromebook、扩展坞、Type-C适配器等USB PD/Type-C设备。

‌2. 关键特性‌

• ‌电源路径管理‌：
  • ‌Source路径‌：30mΩ典型导通电阻，支持快速角色交换（FRS），符合USB PD规范。
  • ‌Sink路径‌：22mΩ典型导通电阻，支持VBUS过压保护（通过外部电阻分压配置）。
• ‌保护机制‌：
  • 过流、过压、欠压锁定（UVLO）、反向电流及热关断保护。
  • 故障指示引脚（FLT）可报告过流、过温等事件。
• ‌封装‌：28引脚WCSP（1.606mm x 2.806mm），无需HDI PCB设计。

‌3. 功能模式‌

• ‌状态控制‌：通过EN0/EN1引脚组合切换工作模式：
  • ‌DISABLED‌（EN1=0, EN0=0）：所有路径关闭。
  • ‌SRC 1.5A/3.0A‌（EN1=1, EN0=0/1）：Source路径启用，电流限值可选。
  • ‌SNK‌（EN1=0, EN0=1）：Sink路径启用。
  • ‌FRS‌（EN1=1, EN0=1）：快速角色交换状态，自动从Sink切换为Source。
• ‌故障处理‌：触发条件（如OVP、TSD）会强制进入FAULT状态，FLT引脚拉低报警。

‌4. 典型应用设计‌

• ‌VBUS保护‌：推荐TVS2200二极管防止瞬态过压。
• ‌电容配置‌：
  • PP5V/VIN：10μF陶瓷电容（X7R/X5R）。
  • VLDO：4.7μF陶瓷电容。
• ‌动态OVP‌：通过电阻分压或PD控制器GPIO动态调整VBUS过压阈值（如5V/9V/15V/20V合约）。

‌ 5. 快速角色交换（FRS） ‌

• ‌场景‌：Hub设备断电时，Host通过FRS切换为Source角色，维持下游设备供电。
• ‌时序要求‌：检测VBUS降至vSafe5V后，PP5V路径在tSrcFRSwap时间内启用（典型值见图32-36）。

‌6. 机械与封装‌

• ‌封装尺寸‌：YBG（DSBGA），1.606mm x 2.806mm，28引脚。
• ‌订购型号‌：含预生产（PTPSxxx）和量产（TPSxxx）版本，RoHS兼容。

‌7. 文档支持‌

• ‌相关资源‌：数据表（SLVSEW8B）、封装图纸（YBG0028）、应用笔记（如布局指南SNVA009）。