ZHCSMS6B November 2020 – September 2021 TPS25858-Q1 , TPS25859-Q1
PRODUCTION DATA
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 修訂歷史記錄
- 5 說明（續(xù)）
- 6 器件比較表
- 7 引腳配置和功能
- 8 規(guī)格
- 9 參數(shù)測量信息
-
10詳細說明
- 10.1 概述
- 10.2 功能方框圖
- 10.3
特性說明
- 10.3.1 斷電或欠壓鎖定
- 10.3.2 輸入過壓保護 (OVP) - 持續(xù)監(jiān)控
- 10.3.3 降壓轉(zhuǎn)換器
- 10.3.4 FREQ/SYNC
- 10.3.5 自舉電壓 (BOOT)
- 10.3.6 最小導通時間、最小關斷時間
- 10.3.7 內(nèi)部補償
- 10.3.8 可選輸出電壓 (VSET)
- 10.3.9 電流限制和短路保護
- 10.3.10 電纜補償
- 10.3.11 具有溫度感測 (TS) 和 OTSD 功能的熱管理
- 10.3.12 熱關斷
- 10.3.13 USB 使能開關控制 (TPS25859-Q1)
- 10.3.14 FAULT 指示 (TPS25859-Q1)
- 10.3.15 USB 規(guī)范概述
- 10.3.16 USB Type-C? 基礎知識
- 10.3.17 USB 端口工作模式
- 10.4 器件功能模式
- 11應用和實現(xiàn)
- 12電源相關建議
- 13布局
- 14器件和文檔支持
- 15機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- RPQ|25
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
10.3.9.1 USB 開關可編程電流限制 (ILIM)
TPS2585x-Q1 集成了兩個 USB 限流開關，因此可提供可調(diào)節(jié)的電流限值以防止 USB 端口過熱。TPS2585x-Q1 采用兩級電流限制方案，一個是典型電流限值 IOS_BUS，第二個是次級電流限值 IOS_HI。次級電流限值 IOS_HI 是初級電流限值 IOS_BUS 的 1.6 倍。次級電流限值是抗尖峰脈沖時間 tIOS_HI_DEG 內(nèi)的電流限制閾值，然后 USB 電源開關電流限制閾值會設置回 IOS_BUS?？梢酝ㄟ^Equation9 來計算用于調(diào)整典型電流限值的電阻值。
該公式假設采用一個理想的無變化外部調(diào)節(jié)電阻器。若要將電阻容差考慮在內(nèi)，首先根據(jù)容差規(guī)格確定最小和最大電阻值，然后在公式中使用這些值。電流限值和調(diào)節(jié)電阻器之間存在反比關系，因此使用 IOS(min) 公式中的最大電阻值和 IOS(max) 公式中的最小電阻值。表 10-3 列出了典型的 RILIM 電阻值。
| RILIM (KΩ) | IOS_BUS – 電流限制閾值 (mA) |
|---|---|
| 19.1 | 1690 |
| 15.4 | 2096 |
| 11.5 | 2806 |
| 9.53 | 3386 |
| 短接至 GND | 3550 |
對于常規(guī)應用，它可以將 ILIM 引腳直接短接至 GND，從而設置默認的 3.55A 電流限值，每個 USB 端口上的最大變化為 ±15%，從而遵循 Type-C 規(guī)范。TPS2585x-Q1 提供內(nèi)置軟啟動電路，可控制輸出電壓的上升壓擺率，以限制浪涌電流和電壓浪涌。
次級電流限值 IOS_HI 允許 USB 端口在瞬態(tài)過載情況下短時間拉出較大的電流，從而為 USB 端口特殊過載測試（如 MFi OCP）帶來好處。在常規(guī)應用中，一旦器件上電且 USB 端口未處于 UVLO 狀態(tài)，USB 端口電流限制閾值就會被次級電流限值 IOS_HI 覆蓋，因此 USB 端口可以輸出高達 1.6 × IOS_BUS 的電流，該電流通常持續(xù) 2ms。在經(jīng)過抗尖峰脈沖時間 tIOS_HI_DEG 之后，會通過 IOS_BUS 將電流限制閾值設置回典型電流。次級電流限制閾值在經(jīng)過 tIOS_HI_RST 抗尖峰脈沖時間（通常為 16ms）之后才會恢復。如果浪涌電流高于 IOS_HI 閾值，則電流限值會立即設置回 IOS_BUS，無需等待 tIOS_HI_DEG。
TPS2585x-Q1 通過將輸出電流限制為 IOS_BUS 來響應過流情況，如前面的公式所示。當發(fā)生過載情況時，器件保持恒定的輸出電流，輸出電壓會相應地降低?？赡軙l(fā)生三種過載情況：
- 第一種情況是當器件通電或啟用時 USB 輸出出現(xiàn)短路或過載?？赡艽嬖诶擞侩娏?，一旦該浪涌電流觸發(fā)大約 8A 的閾值，就會啟用快速關斷電路，用于在電流限制控制環(huán)路能夠響應前的 tIOS_USB 內(nèi)關閉 USB 電源開關（如圖 10-5 所示）。觸發(fā)快速關斷后，USB 電源開關電流感測放大器在此期間被過度驅(qū)動，并暫時禁用內(nèi)部 N 溝道 MOSFET 以關閉 USB 端口。然后，電流感測放大器通過軟啟動恢復并改變輸出電流。如果 USB 端口仍處于過流狀態(tài)，則短路和過載會使輸出的對地電位接近零，并且電源開關會使輸出電流變至 IOS_BUS。如果過流限制條件持續(xù)時間超過 4.1ms，則相應的 USB 通道進入斷續(xù)模式，關斷時間為 524ms，導通時間為 4.1ms。
圖 10-5 BUS 短路的響應時間 - 第二種情況是負載電流增加至高于 IOS_BUS，但低于 IOS_HI 設置值。該器件允許 USB 端口在 tIOS_HI_DEG 時間內(nèi)輸出這么大的電流，而不會將 USB 端口電流限制為 IOS_BUS。在經(jīng)過 tIOS_HI_DEG 抗尖峰脈沖時間之后，器件會將輸出電流限制在 IOS_BUS 并在恒定電流限制模式下工作。如果負載需要大于 IOS_BUS 的電流，則對于電阻負載，USB 輸出電壓會降至 IOS_BUS × RLOAD，如圖 10-6 所示。如果過流限制條件持續(xù)時間超過 4.1ms，則相應的 USB 通道進入斷續(xù)模式，關斷時間為 524ms，導通時間為 4.1ms。另一個 USB 通道仍然正常工作。
圖 10-6 總線過流保護 - 第三種情況是負載電流增加至超過 IOS_HI 設置值。在這種情況下，負載不會觸發(fā)快速關斷，USB 電源開關電流限制閾值會立即設置回初級電流限值 IOS_BUS。如果負載仍需要大于 IOS_BUS 的電流，則對于電阻負載，USB 輸出電壓會降至 IOS_BUS × RLOAD，如圖 10-7 所示。如果過流限制條件持續(xù)時間超過 4.1ms，則相應的 USB 通道進入斷續(xù)模式，關斷時間為 524ms，導通時間為 4.1ms。另一個 USB 通道仍然正常工作。
圖 10-7 總線過流保護：兩級電流限制如果一種過載情況的時間足夠長到啟用上述任一情況中的熱限制，則 TPS2585x-Q1 會進行熱循環(huán)。熱限制會關閉內(nèi)部 NFET，并在 NFET 結(jié)溫超過 160°C（典型值）時啟動。器件保持關閉狀態(tài)，直到 NFET 結(jié)溫冷卻 10°C（典型值），然后重新啟動。這種額外的熱保護機制有助于防止結(jié)溫進一步升高，從而避免器件因結(jié)溫超過主熱關斷閾值 TSD 而關閉。