Texas Instruments TPS2295x-Q1单通道负载开关具有受控导通功能。该器件包含一个N沟道MOSFET，可支持最大5A的连续电流，并在0.7V至5.7V的输入电压范围内工作。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS2295x-Q1单通道负载开关数据手册.pdf

集成的电源正常（PG）阈值和可调欠压锁定（UVLO）提供强大的电源排序和电压监控。该器件的可调上升时间控制可显著降低各种大容量负载电容的浪涌电流。此功能可减少或消除电源电压降。该开关由开关输入（EN）独立控制，能够直接与低压控制信号连接。为了在开关禁用时快速对输出进行放电，器件中集成了15Ω片上负载。在设备断电以完成输出放电后不久，增强型快速输出放电（QOD）仍可保持活动状态。

Texas Instruments TPS2295x-Q1采用小型、节省空间的10-SON封装，带有集成散热垫，可实现高功耗。该器件的特点是可在-40°C至+125°C的自然通风温度范围内运行。

特性

• 符合汽车应用标准
• 符合AEC-Q100标准
  • 器件温度等级1（–40°C至125°C的环境工作温度范围）
• 集成单通道负载开关
• 0.7V至5.7V的输入电压范围
• RON 电阻
  • 在VIN = 5V（VBIAS = 5V）时，RON = 14mΩ
• 5A最大连续开关电流
• 可调节欠压锁定阈值（UVLO）
• 带电源良好（PG）指示器的可调电压监控器
• 可调输出转换速率控制
• 增强型快速输出放电在断电后仍保持活动状态（仅限TPS22954-Q1）
  • 15Ω（典型值）10ms内放电100μF
• 禁用时的反向电流阻断（仅限TPS22953-Q1）
• 启用后监控器故障检测后自动重启
• 热关断
• 低静态电流 ≤ 50μA
• 带散热垫的SON 10引脚封装
• ESD性能测试
  • 2kV HBM和750V CDM

简化示意图

TPS2295x-Q1汽车级负载开关技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS2295x-Q1是德州仪器(TI)推出的汽车级单通道负载开关系列，包含TPS22953-Q1和TPS22954-Q1两个型号，具有以下核心特性：

• ‌宽电压范围‌：输入0.7V至5.7V，支持5A最大连续电流
• ‌超低导通阻抗‌：14mΩ典型值(VIN=5V, VBIAS=5V)
• ‌先进保护功能‌：
  • 可调欠压锁定(UVLO)
  • 带Power Good指示的可调电压监控
  • 热关断保护(TSD)
• ‌型号差异‌：
  • TPS22953-Q1：支持反向电流阻断
  • TPS22954-Q1：集成增强型快速输出放电(QOD)

‌典型应用‌：汽车信息娱乐系统、ADAS环视ECU、车身控制模块、网关模块等汽车电子系统。

二、关键特性详解

1. 电源架构设计

• ‌双电源设计‌：
  • VIN：0.7V-5.7V主电源输入
  • VBIAS：2.5V-5.7V偏置电源(建议VBIAS≥VIN以获得最佳RON)
• ‌低静态电流‌：
  • 典型值34μA(VBIAS=5V)
  • 关断电流低至5μA

2. 导通特性

• ‌ 导通电阻(RON) ‌：
  • 14mΩ典型值(VIN=5V, VBIAS=5V)
  • 受温度和电压影响曲线见图7-7至7-12
• ‌电流能力‌：
  • 5A最大连续电流(TA=70°C)
  • 7A脉冲电流(<300μs, 2%占空比)

3. 保护机制

• ‌电压监控‌：
  • EN引脚可配置UVLO阈值(650-750mV)
  • SNS引脚可配置Power Good阈值(465-565mV)
• ‌热保护‌：
  • 热关断阈值：150°C典型值
  • 滞回20°C
• ‌特殊功能‌：
  • TPS22953-Q1：10μs快速反向电流阻断
  • TPS22954-Q1：15Ω快速输出放电(QOD)

三、设计要点

1. 外围元件选型

• ‌CT电容‌：
  • 控制输出压摆率(0.35μs/(V*pF)比例系数)
  • 计算公式：SR = 0.35×CT + 20 (μs/V)
  • 建议选用25V及以上耐压的X7R陶瓷电容
• ‌输入/输出电容‌：
  • 输入：建议1μF低ESR陶瓷电容
  • 输出：根据负载需求选择(典型0.1-100μF)

2. 典型应用电路

‌12V系统电源管理设计示例‌：

• VIN=12V, VBIAS=5V, ILOAD=3A
• UVLO设置：REN1=100kΩ, REN2=10kΩ(阈值≈1.1V)
• Power Good设置：RSNS1=100kΩ, RSNS2=12kΩ(阈值≈5.4V)
• CT=2200pF(压摆率≈790μs/V)

3. PCB布局建议

1. ‌热设计‌：
   • 裸露焊盘必须焊接至PCB
   • 建议使用4×4阵列0.3mm过孔散热
2. ‌走线规范‌：
   • IN/OUT走线宽度≥2mm(1oz铜厚)
   • 高频路径(CT引脚)远离敏感信号
3. ‌地平面‌：
   • 保持完整地平面
   • 功率地与信号地单点连接

四、性能实测数据

1. ‌效率曲线‌：
   • VIN=3.3V, IOUT=2A时损耗仅95mW
   • 效率>99%(不计控制电路功耗)
2. ‌瞬态响应‌：
   • 开启时间：813μs(VIN=2.5V, CT=1000pF)
   • 关闭时间：6μs(典型值)
3. ‌热性能‌：
   • θJA=65.2°C/W(WSON-10封装)
   • 3A负载时温升≈40°C(无额外散热)

五、选型指南

需求特征	推荐型号
需要反向电流阻断	TPS22953-Q1
需要快速输出放电	TPS22954-Q1
高压应用(≤5.7V)	两者均适用
高精度电源监控	两者均适用