TPS2114/TPS2115自动切换电源多路复用器详解

在电子设备的电源管理中，电源多路复用器起着至关重要的作用。今天我们就来深入了解一下德州仪器（TI）的TPS2114和TPS2115自动切换电源多路复用器，看看它们有哪些特性、应用场景，以及如何在实际设计中发挥作用。

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产品概述

TPS2114和TPS2115是德州仪器推出的两款电源多路复用器，属于TPS211x系列。它们能够在两个电源（如电池和壁式适配器）之间实现无缝切换，每个电源的工作电压范围为2.8 - 5.5 V，最大输出电流可达1 A。这两款产品集成了丰富的保护电路，包括用户可编程电流限制、热保护、浪涌电流控制、无缝电源转换、交叉传导阻断和反向传导阻断等功能，大大简化了电源多路复用器应用的设计。

产品特性

1. 低导通电阻开关

TPS2115的典型导通电阻为84 mΩ，TPS2114的典型导通电阻为120 mΩ。低导通电阻可以减少功率损耗，提高电源效率。

2. 反向和交叉传导阻断

能够有效防止电流反向流动和交叉传导，保护电路安全。

3. 宽工作电压范围

工作电压范围为2.8 V至5.5 V，适用于多种电源供电的应用场景。

4. 低待机和工作电流

典型待机电流为0.5 µA，典型工作电流为55 µA，有助于降低功耗，延长电池续航时间。

5. 可调电流限制

通过连接到ILIM引脚的电阻 (R{(ILIM)}) 可以设置电流限制，TPS2114的电流限制为250/ (R{(ILIM)})，TPS2115的电流限制为500/ (R_{(ILIM)})。

6. 可控输出电压转换时间

可以限制浪涌电流，减少输出电压保持电容的需求。

7. 兼容CMOS和TTL控制输入

方便与各种数字电路接口。

8. 手动和自动切换操作模式

用户可以根据实际需求选择合适的切换模式。

9. 热关断保护

当芯片温度过高时，会自动关断，保护芯片不受损坏。

应用场景

TPS2114和TPS2115适用于多种电子设备，包括但不限于：

• 个人电脑（PC）：实现不同电源之间的切换，确保系统稳定供电。
• 个人数字助理（PDA）：延长电池续航时间，提高设备的使用效率。
• 数码相机：保证相机在不同电源下的正常工作。
• 调制解调器：提供稳定的电源供应，确保通信质量。
• 手机：优化电源管理，提升电池使用时间。
• 数字收音机：保障收音机的稳定运行。
• MP3播放器：满足播放器对电源的需求。

引脚功能

引脚名称	引脚编号	I/O	描述
D0	2	I	TTL和CMOS兼容输入引脚，每个引脚有一个1-µA上拉电阻，与D1共同控制开关功能。
D1	3	I	与D0一起决定电源切换模式和输出连接。
GND	5	I	接地引脚。
IN1	8	I	主电源开关输入，只有当IN1电源高于欠压锁定（UVLO）阈值且至少有一个电源超过内部 (V_{DD}) UVLO时，IN1开关才能启用。
IN2	6	I	辅助电源开关输入，条件与IN1类似。
ILIM	4	I	通过连接到GND的电阻 (R_{(ILIM)}) 设置电流限制。
OUT	7	O	电源开关输出。
STAT	1	O	开漏输出，当IN2开关导通时为高阻态（Hi-Z），当IN1开关导通或OUT为Hi-Z时拉低。

工作模式

自动切换模式

当D0为逻辑1且D1为逻辑0时，选择自动切换模式。在这种模式下，OUT连接到IN1和IN2中电压较高的那个电源。

手动切换模式

当D0为逻辑0时，选择手动切换模式。在这种模式下，如果D1为逻辑1，OUT连接到IN1；否则，OUT连接到IN2。

电气特性

导通电阻

TPS2114和TPS2115的导通电阻会随着温度和输入电压的变化而变化。在25 °C、 (V{I(IN1)}=V{I(IN2)}=5.0 V) 、 (I_{L}=500 mA) 的条件下，TPS2114的典型导通电阻为120 mΩ，TPS2115的典型导通电阻为84 mΩ。

电流限制精度

TPS2114和TPS2115的电流限制精度与 (R{(ILIM)}) 的阻值有关。例如，当 (R{(ILIM)} = 400 Ω) 时，TPS2114的电流限制典型值为0.63 A，TPS2115的电流限制典型值为1.25 A。

其他特性

还包括逻辑输入电压、电源和泄漏电流、欠压锁定、反向传导阻断、热关断等特性，这些特性确保了芯片在各种工作条件下的稳定性和可靠性。

典型应用电路

双电池供电系统

如图13所示，该电路允许一个或两个电池组为系统供电。两个电池组可以延长系统的运行时间，TPS2114/5会在两个电池组之间循环供电，直到两个电池组都耗尽。

手动切换电源

如图14所示，多路复用器根据D1逻辑信号在两个电源之间进行选择。如果D1为逻辑1，OUT连接到IN1；否则，OUT连接到IN2。D1引脚的逻辑阈值与TTL和CMOS逻辑兼容。

封装和订购信息

TPS2114和TPS2115采用TSSOP-8封装，有多种订购选项。例如，TPS2114PW和TPS2115PW采用管装形式，每管150个；TPS2115PWR采用大卷带装形式，每卷2000个。

总结

TPS2114和TPS2115是两款功能强大的电源多路复用器，具有低导通电阻、宽工作电压范围、丰富的保护功能等优点。它们适用于多种电子设备的电源管理，能够帮助工程师简化设计，提高系统的稳定性和可靠性。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的型号和工作模式，同时注意引脚的连接和参数的设置。你在使用TPS2114或TPS2115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。