TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 是限流 USB 端口電源開關(guān)與 USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線 （D+/D-） 開關(guān)和 USB 充電端口識別電路的組合。應(yīng)用包括筆記本電腦和其他智能 USB 主機(jī)設(shè)備。寬帶寬 （2.6 GHz） 數(shù)據(jù)線開關(guān)還具有低電容和低導(dǎo)通電阻，允許信號以最小的邊沿和相位失真通過。TPS2540/40A/41/41A 監(jiān)測 D+ 和 D-，為兼容的客戶端設(shè)備提供正確的握手協(xié)議。
*附件：tps2540.pdf

TPS2540/40A/41/41A 支持以下充電邏輯方案：

• USB 2.0 BC1.2
• 中國電信標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1591-2009
• 分頻器模式，兼容 iPod 和 iPhone 等 Apple 設(shè)備

CTL1-CTL3 邏輯輸入用于選擇 TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 提供的各種充電模式之一。這些充電模式允許主機(jī)設(shè)備在專用充電端口 （DCP）（壁式適配器仿真）、充電下行端口 （CDP）（支持 1.5A 的有源 USB 2.0 數(shù)據(jù)通信）或標(biāo)準(zhǔn)下行端口 （SDP） USB 2.0 模式（支持 500mA 的有源 USB 2.0 數(shù)據(jù)通信）之間進(jìn)行選擇。TPS2540/40A/41/41A 還集成了自動檢測功能，支持電池充電規(guī)范 （BC1.2） 的 DCP 方案和分壓器模式，無需外部用戶交互。

TPS2540A 自動檢測模式還具有更長的分離檢測時(shí)間，因此它可以支持某些獨(dú)特的不合規(guī)設(shè)備。TPS2540/40A/41/41A 配電開關(guān)適用于可能遇到重電容負(fù)載和短路的應(yīng)用，在單個(gè)封裝中集成了 73mΩ N 溝道 MOSFET。當(dāng)輸出負(fù)載超過限流閾值時(shí)，使用恒流模式。ILIM_SEL logic input 選擇兩個(gè)限流閾值之一，每個(gè)閾值都可通過外部電阻器單獨(dú)調(diào)節(jié)。其他 USB 開關(guān)功能包括去毛刺輸出故障報(bào)告 （FAULT） 和邏輯電平使能 EN （TPS2540/40A） 或 OUT 放電控制 DSC （TPS2541）。對于 TPS2540/40A，模式“000”用于強(qiáng)制輸出放電。

特性

• 符合 DCP 和 CDP 的電池充電規(guī)范 BC1.2
• 符合中國電信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1591-2009
• 支持大多數(shù)可用 Apple 設(shè)備和/或符合 BC1.2 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備的睡眠模式充電
• 兼容 USB 2.0 和 3.0 電源開關(guān)要求
• 2.6GHz 帶寬 USB 2.0 數(shù)據(jù)開關(guān)
• 73mΩ（典型值）高側(cè) MOSFET
• 可調(diào)電流限制高達(dá) 2.8 A（典型值）
• 通過 CTLx=000 （TPS2540/40A） 或 DSC （TPS2541/41A） 輸入進(jìn)行 OUT 放電
• 更長的分離檢測時(shí)間 （TPS2540A/41A），支持其他傳統(tǒng)設(shè)備
• 采用 16 引腳 QFN 封裝

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)品概述

TPS2540/40A/41/41A 是一款由 Texas Instruments 生產(chǎn)的 USB 充電端口電源開關(guān)和控制器，適用于筆記本電腦和其他智能 USB 主機(jī)設(shè)備。它結(jié)合了電流限制的 USB 端口電源開關(guān)，支持 DCP（專用充電端口）和 CDP（充電下游端口），并包含一個(gè) USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線（D+/D-）開關(guān)。

2. 主要特性

• ?符合多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)?：滿足電池充電規(guī)范 BC1.2、中國電信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1591-2009。
• ?睡眠模式充電?：支持大多數(shù) Apple 設(shè)備和其他符合 BC1.2 的設(shè)備在睡眠模式下的充電。
• ?高帶寬數(shù)據(jù)線開關(guān)?：2.6 GHz 帶寬，低電容和低導(dǎo)通電阻，確保信號傳輸?shù)淖钚∵吘壓拖辔皇д妗?/li>
• ?多種充電模式?：支持 SDP（標(biāo)準(zhǔn)下游端口）、CDP 和 DCP 三種充電模式，并具有自動檢測功能。
• ?可調(diào)電流限制?：電流限制可調(diào)，最高可達(dá) 2.8A（典型值）。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

• ?筆記本電腦?
• ?USB 端口和集線器?
• ?智能 USB 主機(jī)設(shè)備?

4. 功能描述

• ?充電邏輯方案?：通過 CTL1、CTL2 和 CTL3 邏輯輸入選擇多種充電模式。
• ?輸出放電?：通過特定的 CTLx 配置或 DSC（放電控制）引腳實(shí)現(xiàn)輸出放電。
• ?過流和過熱保護(hù)?：在過流或過熱條件下，設(shè)備將限制輸出電流或關(guān)閉電源開關(guān)，并通過 FAULT 引腳報(bào)告故障。
• ?數(shù)據(jù)線開關(guān)?：在 CDP 或 SDP 模式下，D+/D- 數(shù)據(jù)線開關(guān)被啟用，以支持監(jiān)測和握手操作。

5. 電氣特性

• ?靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻?：典型值為 73mΩ。
• ?啟用閾值?：EN（或 DSC）引腳的下降閾值電壓為 0.9V 至 1.65V。
• ?供電電流?：禁用時(shí)供電電流很低，啟用時(shí)根據(jù)操作模式有所不同。
• ?故障去抖動時(shí)間?：由于過流條件導(dǎo)致的 FAULT 斷言或否定去抖動時(shí)間為 5ms 至 12ms。

6. 封裝與尺寸

• ?封裝類型?：16 引腳 QFN 封裝（RTE 封裝）。
• ?尺寸?：具體尺寸信息請參考數(shù)據(jù)手冊中的封裝信息部分。

7. 設(shè)計(jì)指南

• ?布局建議?：將 TPS2540/40A/41/41A 放置在靠近 USB 輸出連接器和 150μF 輸出濾波電容的位置，并將 Power PAD 連接到 GND 引腳和系統(tǒng)地平面。
• ?輸入電容?：在 IN 引腳和 GND 之間放置 0.1μF 或更大的陶瓷旁路電容。
• ?數(shù)據(jù)線布線?：D+/D- 跡線應(yīng)作為受控阻抗差分對進(jìn)行布線，并盡量減少高速數(shù)據(jù)線中使用過孔。

8. 熱設(shè)計(jì)考慮

• ?功率耗散和結(jié)溫?：設(shè)計(jì)時(shí)需考慮功率耗散和結(jié)溫，以確保設(shè)備在推薦工作條件下運(yùn)行。使用數(shù)據(jù)手冊中提供的熱阻信息來計(jì)算結(jié)溫。

9. 結(jié)論

TPS2540/40A/41/41A 是一款功能全面的 USB 充電端口電源開關(guān)和控制器，適用于多種智能設(shè)備和應(yīng)用場景。其符合多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、支持多種充電模式、具有可調(diào)電流限制和過流/過熱保護(hù)等特性，使其成為 USB 充電解決方案的理想選擇。