‌TPS25772-Q1:汽车级双端口USB Type-C®电源传输控制器的技术解析

描述

Texas Instruments TPS25772Q1EVM-150电力输送评估模块 (EVM) 是TPS25772-Q1的评估模块。TPS25772-Q1是一款高集成度的USB Type-C™电力输送 (PD) 控制器,适用于包含“仅充电”和“充电和USB 2.0或USB 3.0数据传输”的双端口USB应用。Texas Instruments TPS25772Q1EVM-150支持通过USB 2.0数据进行双端口充电。

数据手册:*附件:TPS25772-Q1数据手册.pdf

特性

  • TPS25772-Q1集成式降压/升压四电源开关支持高达65W的USB PD输出功率
  • 包含用于端口B的 TPS55288-Q1,提供完整的Type C和PD支持
  • 包括TUSB4041I-Q1,可支持使用USB 2.0数据进行充电
  • CC1、CC2、DP、DM提供VBATVBUS短路保护;~VBUS提供~~ VBAT~ 和GND短路保护
  • 根据电源电压和温度提供电源管理
  • 在充电端口之间实现智能的功率共享

电路板布局

type-c

TPS25772-Q1:汽车级双端口USB Type-C®电源传输控制器的技术解析

1. 产品概述

TPS25772-Q1是德州仪器(TI)推出的一款汽车级双端口USB Type-C®电源传输(PD)控制器,集成了Buck-Boost稳压器,专为车载双USB端口应用设计。该器件符合AEC-Q100 Grade 1标准,支持-40°C至+125°C的环境工作温度范围,并具备增强型连接器引脚ESD保护功能。其主要特性包括:

  • 集成Buck-Boost转换器‌:支持5.5V至18V宽输入电压范围(最大40V),输出功率高达65W。
  • USB PD 3.1兼容性‌:支持可编程电源(PPS)功能,输出电压范围3.3V至21V,步进精度±20mV。
  • 双端口配置‌:支持两个独立的USB PD端口,可同时为不同设备供电。
  • 智能电源管理‌:内置ARM® Cortex®-M0内核,支持固件更新和动态功率分配。

2. 关键特性与功能

2.1 电源管理

  • Buck-Boost架构‌:集成4个功率开关,支持Buck、Boost和过渡模式,确保在输入电压波动时稳定输出。
  • 电流与电压调节‌:
    • 输出电流范围0-3A,步进精度±50mA。
    • 支持电缆压降补偿(Cable Droop Compensation),可编程增益设置(0.025V/A至0.1V/A)。
  • 保护机制‌:
    • VBUS短路保护(VBAT和GND)。
    • 过压保护(OVP)和欠压锁定(UVLO)。

2.2 USB Type-C与PD功能

  • 端口配置‌:
    • 支持USB PD协议Rev 3.1,兼容BC1.2充电规范(DCP、Divider-3、HVDCP等)。
    • 自动检测电缆插入方向和Type-C端口状态(Source/Sink)。
  • VCONN供电‌:支持电子标记电缆(eMarker),可提供0.1W(20mA)或1W(200mA)功率。

2.3 系统集成

  • 数字核心‌:基于Cortex-M0的控制器,支持固件更新和I2C通信(控制器+目标接口)。
  • 热管理‌:内置多个温度传感器(Buck-Boost、VCONN、LDO等),触发过热关断保护。

3. 典型应用场景

TPS25772-Q1广泛应用于车载充电系统,包括:

  1. 车载媒体中心‌:为后排娱乐设备提供高功率USB PD充电。
  2. 智能座舱‌:支持双端口快充,兼容手机、平板等设备。
  3. OBD-II诊断接口‌:集成PD功能,为诊断工具供电。

4. 设计要点

4.1 布局建议

  • 功率路径‌:输入/输出电容需靠近IN和OUT引脚,降低环路阻抗。
  • 电流检测‌:使用10mΩ精密电阻(±1%)和RC滤波器(RCSP=10Ω,CFLT=0.22μF)确保PPS精度。
  • 热设计‌:优化PCB散热布局,避免VCONN或Buck-Boost开关节点过热。

4.2 配置选项

  • TVSP引脚‌:通过外接电阻设置启动模式(如EEPROM加载或固件更新)。
  • I2C接口‌:支持外部MCU通信,读取端口状态和遥测数据。

5. 总结

TPS25772-Q1通过高度集成的设计,解决了车载USB PD充电的复杂需求,兼具高功率密度和可靠性。其灵活的配置选项和全面的保护功能,使其成为汽车电子系统中电源管理的理想选择。开发者可参考TI提供的GUI工具(如TPS257XX-Q1-GUI)快速完成参数配置和固件更新。

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