?TPS2585x-Q1系列USB Type-C充电控制器技术文档总结

TPS258x-Q1 是一款集成式 USB 充电端口解决方案，包括一个能够提供高达 6.6 A 电流的同步 DC/DC 转换器，以及用于实现 USB 电池充电 1.2 和 Type-C 端口的集成检测和控制。

TPS2585x-Q1 是一系列高度集成的 USB Type-C 充电控制器，适用于双 USB 端口应用。
*附件：tps25851-q1.pdf

该器件集成了一个带有内部功率 MOSFET 的单片、同步、整流、降压、开关模式转换器和两个带充电端口自动检测的 USB 限流开关。TPS2585x-Q1 提供紧凑的解决方案，可在较宽的输入电源范围内实现 6.6 A 的连续输出电流，并具有出色的负载和线路调节能力。同步降压稳压器采用峰值电流模式控制工作，并经过内部补偿以简化设计。FREQ 引脚上的电阻器将开关频率设置为 200 kHz 和 3 MHz 之间。工作频率低于 400 kHz 可提高系统效率，工作频率高于 2.1 MHz 可避免 AM 无线电频段，并允许使用更小的电感器。

TPS2585x-Q1 集成了标准 USB Type-C 端口控制器功能，包括用于 3A 和 1.5A 电流通告的配置通道 （CC） 逻辑。电池充电（修订版 1.2）集成为使用 USB 数据线信令来确定 USB 端口电流源能力的非 Type-C 传统 USB 设备提供了所需的电气签名。TPS2585x-Q1 还集成了 VCONN 电源，可满足 USB3.1 电源要求。由于系统集成度高且占地面积小，该器件特别适合双端口应用。

TPS2585x-Q1 支持智能热管理。USB 输出电压和 Type-C 电流通告可以通过 TS 引脚根据温度检测进行调节。它必须在 TS 引脚上连接一个 NTC 热敏电阻来监控环境温度或 PCB 公猪温度，具体取决于 NTC 热敏电阻在 USB 充电模块或 PCB 板中的放置位置。选择不同的 NTC 热敏电阻和底部串联电阻可以改变减载的温度阈值。

TPS2585x-Q1 具有四种可选的 USB 输出电压设置：5.1 V、5.17 V、5.3 V 和 5.4 V。TPS2585x-Q1 集成了一个精密电流检测放大器，用于电缆压降补偿和用户可编程电流限制调整。电缆补偿仅在输出电压设置为 5.17 V 时可用。电缆补偿电压为90 mV，输出电流为2.4 A。电缆补偿通过改变降压稳压器输出电压与负载电流线性变化，以抵消汽车布线中由于导线电阻而导致的压降，帮助便携式设备在重负载下以最佳电流和电压充电。无论负载电流如何，在连接的便携式设备上测量的总线电压都保持大致恒定，从而使便携式设备的电池充电器能够以最佳方式工作。

TPS2585x-Q1 为 USB 充电和系统作提供各种安全功能，包括外部负热敏电阻监控、逐周期电流限制、打嗝短路保护、欠压锁定、总线过流、OUT 过流和芯片过热保护。

该器件系列采用 25 引脚、3.5 mm x 4.5 mm QFN 封装。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：T一个范围 –40°C 至 +125°C
  • HBM ESD 分类等级 H2
  • CDM ESD 分类等级 C5
• 针对超低 EMI 要求进行了优化：
  • 符合CISPR25 5 级标准
  • HotRod? 封装可最大限度地减少开关节点振铃
  • 扩频可减少峰值排放
• 同步降压稳压器
  • 2.1 MHz 时效率高：V 时为 93.4% 在 = 13.5 V，我 PA_BUS = 3 A 和 I PB_BUS = 3 安
  • 18mΩ/10mΩ低R DS（开） 降压稳压器 MOSFET
  • 工作电压范围：5.5 V 至 26 V，可承受 36V 输入
  • 可调频率：200 kHz 至 3 MHz
  • 具有扩频抖动功能的FPWM
  • 可选输出电压：5.1 V、5.17 V、5.3 V、5.4 V
• 内部电源路径：
  • 7mΩ/7mΩ低R DS（开） 内部 USB 功率 MOSFET
  • 高精度 USB 端口的可编程电流限制：3.4 A 时为 ±10%
  • 输出：5.1 V，200 mA 电源，用于辅助负载
• 线路压降补偿：2.4A 负载时为 90 mV
• 符合 USB-IF 标准
  • Type-C 修订版 1.3
    • CC 上的 3-A 功能通告
    • V总线应用和放电
    • V控制室电源：200 mA
    • USB 电缆极性检测 （POL） （TPS25851-Q1）
  • 自动 DCP 模式 （TPS25850-Q1）：
    • 短路模式符合 BC1.2 和 YD/T 1591 2009
    • 1.2V 模式
    • 2.7V 分压器 3 模式
• 减载与可编程 T一个
• 设备 TJ范围：–40°C 至 +150°C
• FAULT 标志报告（TPS25851-Q1 和 TPS25852-Q1）：USB 过流、热关断
• USB 端口开/关控制 （TPS25852-Q1）

参数

方框图

?1. 产品概述?
TPS2585x-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级USB Type-C?双端口充电控制器系列，包含TPS25850-Q1、TPS25851-Q1和TPS25852-Q1三款型号。主要特性包括：

• ?集成双端口设计?：支持两个3-A USB Type-C充电端口，总输出电流达6.6 A。
• ?高效同步降压转换器?：输入电压范围5.5 V至26 V，峰值效率93.4%（2.1 MHz开关频率下）。
• ?低EMI设计?：符合CISPR25 Class 5标准，支持扩频调制降低峰值辐射。
• ?热管理功能?：通过TS引脚外接NTC热敏电阻实现温度监控，支持负载动态调节。

?2. 关键特性?

• ?输出电压可编程?：通过VSET引脚配置（5.1 V/5.17 V/5.3 V/5.4 V）。
• ?电缆补偿?：在5.17 V模式下提供90 mV补偿（2.4 A负载时），抵消线缆压降。
• ?保护机制?：过流保护（±10%精度）、过温关断（160°C阈值）、输入过压保护（36 V耐受）。
• ?兼容性?：支持USB Type-C Rev 1.3、BC1.2 DCP模式及中国YD/T 1591-2009标准。

?3. 型号差异?

?4. 应用场景?

• 汽车USB充电端口
• 车载媒体集线器

?5. 封装与规格?

• ?封装?：25引脚VQFN-HR（3.5 mm × 4.5 mm）
• ?工作温度?：-40°C至+125°C（AEC-Q100 Grade 1认证）
• ?典型效率曲线?：在13.5 V输入、2.1 MHz开关频率下，6 A负载时效率>90%。

?6. 设计支持?

• ?布局建议?：优先缩短SW引脚与电感路径，优化散热焊盘设计。
• ?参考电路?：提供2.1 MHz和400 kHz开关频率的典型应用原理图及EMI测试结果。