?TPS2586x-Q1系列双USB充电端口控制器技术文档总结-电子发烧友网

TPS2586x-Q1 是一款集成式 USB 充电端口解决方案，包括一个同步、高效的 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。

TPS2586x-Q1 是一系列高度集成的 USB 充电控制器，适用于 Type-C 和 Type-A 双端口应用。
*附件：tps25860-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。TPS2586x-Q1 提供紧凑的解决方案，在宽输入电源范围内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。

TPS2586x-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 数据线信令确定 USB 端口电流源功能的非 Type-C 传统 USB 设备提供了所需的电气签名。TPS2586x-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。

由于 TPS2586x-Q1 支持智能热调节，因此可以通过 TS 引脚根据温度检测来调节输出电流和电压。该器件需要在 TS 引脚上连接一个 NTC 热敏电阻，以监控环境温度或 PCB 板温度，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，底部串联电阻可以改变减载温度。

TPS2586x-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。TPS2586x-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。

TPS2586x-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 × 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
- 2.2 MHz 时的高效率：V 时为 93.6% 在 = 12 V，我 ~~PA_BUS~~ = 3 A 和 I ~~PB_BUS~~ = 2.4 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：5.1V、200mA 辅助负载电源
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
- 自动 DCP 模式（TPS25860-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
故障标志报告（TPS25862-Q1）：USB 过流、热关断
USB 端口开和关控制（TPS25862-Q1）

参数

方框图

?1. 产品概述?
TPS2586x-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级双USB充电端口控制器，包含TPS25860-Q1和TPS25862-Q1两款型号。主要特性包括：

?集成功能?：同步降压DC/DC转换器（效率达93.6%）、双USB Type-A/Type-C端口控制、可编程电流限制（±10%精度）。
?关键参数?：输入电压5.5V–26V（耐压36V），输出电流支持6A（Type-C 3A + Type-A 2.4A + 辅助输出200mA）。
?应用场景?：车载USB充电端口、媒体集线器等。

?2. 核心特性?

?EMI优化?：符合CISPR25 Class 5标准，支持2.2MHz开关频率及扩频调制。
?智能充电协议?：
- Type-C Rev 1.3（支持3A/1.5A广告、VBUS放电、VCONN供电）。
- BC1.2 DCP模式（TPS25860-Q1支持短路/1.2V/分压3模式）。
?保护机制?：过流保护（可编程阈值）、热关断（160°C触发）、输入过压保护（OVP）。

?3. 功能模块详解?

?降压转换器?：
- 峰值电流模式控制，内部补偿。
- 可选输出电压（5.1V/5.17V/5.3V/5.4V），支持线缆补偿（90mV@2.4A）。
?USB端口管理?：
- 独立电流限制（Port A默认3.55A，Port B默认2.84A）。
- TPS25862-Q1支持端口独立使能/故障指示。
?温度监控?：通过TS引脚连接NTC热敏电阻，实现负载动态调节（高温降额至4.77V）。

?4. 设计要点?

?布局建议?：
- 输入电容靠近VIN/PGND引脚，SW节点走线最短化。
- 使用多层板设计，中间层为完整地平面。
?元件选型?：
- 电感：0.68μH（2.1MHz）或3.3μH（400kHz）。
- 输出电容：3×22μF陶瓷电容（2.1MHz）。
- 引导电容：100nF（X7R/X5R材质）。

?5. 典型应用电路?