深入剖析TPS22933：多功能电源复用器的卓越性能与应用

在电子设备的电源管理领域，一款性能出色的电源复用器能够显著提升设备的稳定性和效率。今天，我们就来深入探讨德州仪器（TI）推出的TPS22933——一款具备自动选择功能和低压差线性稳压器（LDO）的三输入电源复用器。

文件下载：tps22933.pdf

一、产品特性

1. 自动输入选择

TPS22933集成了三个负载开关，能够自动选择最高输入电压。这意味着在面对多个电源输入时，如电池（BAT）、USB和直流适配器（DC_IN），它能迅速且准确地识别并选择电压最高的输入源，为LDO供电，确保系统始终获得稳定的电源供应。

2. 集成LDO

该器件集成了一个3.6V的固定LDO，提供了始终开启的LOUT输出和可开关的VOUT输出。这种设计使得它能够满足不同负载的供电需求，例如，LOUT可以为一些需要持续供电的模块提供稳定电压，而VOUT则可以通过EN引脚进行开关控制，适用于对电源有特殊要求的负载。

3. 低导通电阻

TPS22933具有低导通电阻特性，在不同输入电压下表现出色。例如，在VIN = 5.0V时，rON = 2.4Ω；在VIN = 4.2V时，rON = 2.6Ω。低导通电阻有助于减少功率损耗，提高电源转换效率，从而延长设备的电池续航时间。

4. 其他特性

它采用了1.5mm × 1.5mm的µQFN封装，具有较小的尺寸，适合用于对空间要求较高的应用。输入电压范围为2.5V至12V，可适应多种电源输入。最大连续电流为50mA，能够满足大多数小型设备的供电需求。此外，它还具有低阈值控制输入（EN）和典型18µs的切换时间，响应速度快，能够快速适应电源输入的变化。

二、应用领域

TPS22933的应用范围十分广泛，涵盖了众多便携式设备领域，如智能手机、GPS设备、数码相机、便携式工业设备、便携式医疗设备、便携式媒体播放器和便携式仪器等。在这些设备中，它能够有效地管理电源输入，确保设备稳定运行。

三、产品描述

1. 工作原理

TPS22933内部包含三个P沟道MOSFET，可在2.5V至12V的输入电压范围内工作。它会自动选择BAT、USB和DC_IN中电压最高的输入源，并使该输入源为LDO供电。LOUT是LDO的始终开启输出，而VOUT则可通过EN引脚进行开关控制。EN引脚不仅可以控制VOUT的开关状态，还能启用快速放电电阻，并且能够直接与低电压控制信号接口，方便与各种微控制器配合使用。

2. 封装与工作温度

该器件采用8引脚的µQFN封装，具有节省空间的优点。它的工作温度范围为 -40ºC至85ºC，能够适应不同的工作环境，保证在各种条件下都能稳定工作。

四、引脚配置与功能

TPS22933的引脚配置清晰明确，每个引脚都有特定的功能：	PIN NO.	NAME	DESCRIPTION
1	BAT	源电压1（电池）
2	USB	源电压2（V+ USB）
3	DC_IN	源电压3（DC适配器）
4	GND	接地
5	EN	VOUT使能（不能浮空）
6	CAP	LDO的电容引脚
7	VOUT	可开关的LDO输出
8	LOUT	始终开启的LDO输出

五、规格参数

1. 绝对最大额定值

在使用TPS22933时，需要注意其绝对最大额定值，如输入电压（BAT、USB、DC_IN）范围为 -0.3V至14V，输出电压（VOUT、LOUT）范围为 -0.3V至6V等。超过这些额定值可能会对器件造成永久性损坏。

2. ESD额定值

该器件具有一定的静电放电（ESD）防护能力，人体模型（HBM）为±2000V，带电设备模型（CDM）为±1000V。在使用和存储过程中，仍需注意静电防护，避免因静电损坏器件。

3. 推荐工作条件

推荐的输入电压范围为2.5V至12V，EN引脚的输入电压范围为0V至5.5V等。在这些条件下使用，能够确保器件的性能和可靠性。

4. 热信息

了解器件的热信息对于合理设计散热方案至关重要。TPS22933的热阻参数，如结到环境的热阻（RθJA）为115.6°C/W等，为散热设计提供了重要参考。

5. 电气特性

包括静态电流、导通电阻、压差电压等电气特性，这些参数反映了器件的性能表现。例如，在不同输入电压和负载电流下，导通电阻和压差电压会有所变化，工程师需要根据具体应用需求进行选择。

6. 典型特性

文档中给出了一系列典型特性曲线，如RON与VIN的关系、静态电流与输入电压的关系等。这些曲线有助于工程师在设计过程中更好地了解器件的性能，优化电路设计。

六、应用与实现

1. LDO电容

在CAP引脚添加一个可选的电容有助于稳定集成LDO。在选择电容时，需要注意电容的尺寸，以减少浪涌电流。同时，由于最大输入电压为12V，电容的耐压值必须高于12V。

2. CAP引脚作为电源输出

可以将CAP引脚作为电源输出，此时LDO输出不使用（EN引脚接地），器件会选择最高的输入电压驱动CAP引脚的电压。

3. 典型应用

以一个典型应用为例，三个电源输入（USB、DC_IN和BAT）通过TPS22933为LDO供电。LDO的始终开启输出（LOUT）连接到MSP430微控制器，MSP430通过驱动EN引脚来控制可开关输出（VOUT）的开启和关闭。在设计过程中，需要根据具体的输入电压和负载要求进行参数设置和优化。

七、电源供应建议

TPS22933设计用于在2.5V至12V的输入电压范围内工作。为了确保器件的性能和稳定性，电源必须经过良好的调节，并尽可能靠近器件的端子放置。

八、布局建议

1. 布局准则

为了获得最佳性能，所有走线应尽可能短。输入和输出电容应靠近器件放置，以减少寄生走线电感对正常和短路操作的影响。使用较宽的走线连接BAT、USB、DC_IN、LOUT、VOUT和GND等引脚，有助于减少寄生电气效应，并降低器件到环境的热阻抗。

2. 布局示例

文档中提供了一个布局示例，展示了如何合理安排器件和布线，为工程师提供了参考。

九、总结

TPS22933作为一款功能强大的三输入电源复用器，具有自动输入选择、集成LDO、低导通电阻等诸多优点，适用于各种便携式设备的电源管理。在设计过程中，工程师需要根据具体应用需求，合理选择器件参数，优化电路布局，以充分发挥其性能优势。你在使用类似电源复用器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。