Texas Instruments TPS25772-Q1汽車類雙端口USB Type-C^?^ PD控制器具有集成降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，用于汽車類雙USB端口應(yīng)用。TI TPS25772-Q1功能包括具有四個(gè)電源開關(guān)的集成降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、Arm? Cortex?-M0，以及具有Type-C電纜插頭和方向檢測(cè)功能的USB端口控制器。此外，該器件還包含USB電池充電規(guī)范版本 1.2 (BC1.2) 檢測(cè)、USB端點(diǎn)PHY、器件電源管理和監(jiān)控電路；連接器引腳過壓和短路保護(hù)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS25772-Q1汽車類雙端口PD控制器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

一個(gè)智能的系統(tǒng)策略管理器可最大程度地增加傳輸?shù)腢SB電力，同時(shí)保護(hù)系統(tǒng)免受汽車電池瞬態(tài)和過熱情況的影響。

特性

• 符合AEC-Q100認(rèn)證，具有以下結(jié)果：
  • 器件溫度等級(jí)1：-40℃至+125℃環(huán)境工作溫度范圍
  • 器件HBM ESD分類級(jí)別2
  • 器件CDM ESD分類等級(jí)C2B
  • 增強(qiáng)型連接器引腳ESD保護(hù)功能
• 支持可編程電源 (PPS) 的USB供電 (PD) 控制器
  • 寬VIN ：5.5V至18V（最大40V）
  • 集成降壓-升壓四電源開關(guān)，支持高達(dá)65W USB PD輸出功率
  • V BUS輸出 ：3V至21V（每檔±20mV）
  • IBUS 輸出：0A至3A（每檔電流限制±50mA）
  • VBUS 到VBAT和GND短路保護(hù)
  • VBUS 電纜壓降補(bǔ)償
  • MFi過電流保護(hù)
  • 開關(guān)頻率：300kHz、400kHz、450kHz
  • 帶抖動(dòng)的DC/DC同步輸入/輸出
• 符合USB標(biāo)準(zhǔn)
  • USB Type-C電力輸送3.1版
    • CC邏輯、VCONN 源和放電
    • USB電纜極性檢測(cè)
  • 電池充電規(guī)范1.2版
    • DCP：專用充電端口
• 傳統(tǒng)快速充電
  • 2.7V分壓器模式3
  • 1.2V分壓器模式
  • 高壓DCP協(xié)議
• 微控制器內(nèi)核允許
  • 固件更新
  • 電源電壓和溫度相關(guān)電源管理
• 對(duì)VBUS 和VBAT 短路保護(hù)
  • VBUS
  • Px_ DP和Px_DM
  • Px_CC1和Px_CC2

典型應(yīng)用

框圖

TPS25772-Q1汽車級(jí)雙端口USB Type-C? PD控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TPS25772-Q1是德州儀器(TI)推出的一款汽車級(jí)雙端口USB Type-C? Power Delivery(PD)控制器，集成了Buck-Boost穩(wěn)壓器，專為汽車雙USB端口應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件符合AEC-Q100 Grade 1標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍為-40°C至+125°C，具有增強(qiáng)的連接器引腳ESD保護(hù)能力。

?關(guān)鍵特性?：

• 完全集成的雙端口USB Type-C? PD解決方案
• 集成Buck-Boost轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置4個(gè)功率開關(guān)
• 支持5.5V至18V寬輸入電壓范圍(最大40V)
• 可編程VBUS輸出：3.3-21V，±20mV步進(jìn)
• IBUS輸出電流：0-3A，±50mA電流限制步進(jìn)
• 支持USB PD Rev 3.1規(guī)范，已通過USB-IF認(rèn)證(TID: 9161)

二、核心功能架構(gòu)

1. 集成Buck-Boost轉(zhuǎn)換器

TPS25772-Q1內(nèi)置的Buck-Boost轉(zhuǎn)換器支持四種工作模式：

• ?Buck模式?：當(dāng)VIN顯著高于VOUT時(shí)工作
• ?Buck過渡模式?：VIN略高于VOUT時(shí)的混合工作模式
• ?Boost過渡模式?：VIN略低于VOUT時(shí)的混合工作模式
• ?Boost模式?：當(dāng)VIN顯著低于VOUT時(shí)工作

轉(zhuǎn)換器支持三種可編程開關(guān)頻率(300kHz/400kHz/450kHz)，并可通過SYNC引腳實(shí)現(xiàn)多器件同步。內(nèi)部補(bǔ)償設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了外部元件選擇，典型應(yīng)用中僅需配置輸入輸出電容和電感。

2. USB PD控制器功能

• 完整的USB PD 3.1物理層實(shí)現(xiàn)
• 雙端口獨(dú)立控制，每端口支持：
  • 最大65W輸出功率
  • 可編程電源(PPS)支持
  • BC1.2充電規(guī)范檢測(cè)(DCP/Divider-3/1.2V/HVDCP模式)
• 內(nèi)置ARM Cortex-M0內(nèi)核，支持固件更新和智能電源管理

3. 系統(tǒng)電源管理

器件包含三個(gè)內(nèi)部LDO穩(wěn)壓器：

• LDO_5V：為柵極驅(qū)動(dòng)電路和VCONN路徑供電(最高125mA)
• LDO_3V3：為模擬電路和GPIO供電(最高25mA)
• LDO_1V5：為數(shù)字核心供電(最高10mA)

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源設(shè)計(jì)考慮

?輸入設(shè)計(jì)?：

• 輸入電壓范圍：6.8V-18V(40V絕對(duì)最大值)
• 建議輸入電容：22μF+2×0.1μF陶瓷電容
• 需考慮汽車負(fù)載突降保護(hù)，建議使用TVS二極管

?輸出設(shè)計(jì)?：

• 輸出電容配置根據(jù)開關(guān)頻率選擇：
  • 300kHz：COUT+CBUS≥160μF
  • 400kHz：COUT+CBUS≥120μF
  • 450kHz：COUT+CBUS≥140μF
• 電流檢測(cè)：10mΩ精密電阻(±1%)，需Kelvin連接

2. 熱管理設(shè)計(jì)

器件包含五個(gè)內(nèi)部溫度傳感器：

• Buck-Boost功率FET溫度監(jiān)測(cè)
• 雙端口VCONN路徑溫度監(jiān)測(cè)
• VBUS放電路徑溫度監(jiān)測(cè)
• LDO_5V主溫度監(jiān)測(cè)

建議配置NTC/PTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)連接至GPIO5(NTC)引腳，通過電阻分壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度。應(yīng)用GUI可配置三個(gè)溫度閾值點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)功率限制。

3. 布局指南

• 功率路徑布局要點(diǎn)：
  • 輸入/輸出電容盡量靠近器件引腳
  • SW1/SW2節(jié)點(diǎn)保持最小回路面積
  • 電流檢測(cè)電阻采用開爾文連接
• 信號(hào)完整性考慮：
  • USB DP/DM信號(hào)需差分走線(90Ω阻抗控制)
  • CC信號(hào)線寬≥10mil(考慮VCONN電流需求)
  • 分離功率地(PGND)和模擬地(AGND)

四、汽車應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

TPS25772-Q1特別適合以下汽車應(yīng)用場(chǎng)景：

1. ?車載充電系統(tǒng)?：支持雙端口同時(shí)快充，兼容各類移動(dòng)設(shè)備
2. ?媒體中心/信息娛樂系統(tǒng)?：為后排娛樂系統(tǒng)提供高效電源
3. ?USB集線器應(yīng)用?：通過I2C接口與車載主機(jī)通信
4. ?后座娛樂系統(tǒng)?：支持高功率設(shè)備如平板電腦充電

其增強(qiáng)的ESD保護(hù)(接觸放電±2000V)和寬溫度范圍特性，使其能夠滿足嚴(yán)苛的汽車電子環(huán)境要求。智能系統(tǒng)電源管理(SPM)引擎可最大化USB功率輸出，同時(shí)保護(hù)系統(tǒng)免受汽車電池瞬變和過熱條件影響。