TPS2586x-Q1 是一款集成式 USB 充電端口解決方案，包括一個同步、高效的 DC/DC 轉換器以及用于實現 USB 電池充電 1.2 和 Type-C 端口的集成檢測和控制。

TPS2586x-Q1 是一系列高度集成的 USB 充電控制器，適用于 Type-C 和 Type-A 雙端口應用。
*附件：tps25860-q1.pdf

該器件集成了一個帶有內部功率 MOSFET 的單片、同步、整流、降壓、開關模式轉換器和兩個帶充電端口自動檢測的 USB 限流開關。TPS2586x-Q1 提供緊湊的解決方案，在寬輸入電源范圍內具有出色的負載和線路調節能力。同步降壓穩壓器采用峰值電流模式控制工作，并經過內部補償以簡化設計。FREQ 引腳上的電阻器將開關頻率設置為 200 kHz 和 3 MHz 之間。工作頻率低于 400 kHz 可提高系統效率，工作頻率高于 2.1 MHz 可避免 AM 無線電頻段，并允許使用更小的電感器。

TPS2586x-Q1 集成了標準 USB Type-C 端口控制器功能，包括用于 3A 和 1.5A 電流通告的配置通道 （CC） 邏輯。電池充電（修訂版 1.2）集成為使用 USB 數據線信令確定 USB 端口電流源功能的非 Type-C 傳統 USB 設備提供了所需的電氣簽名。TPS2586x-Q1 還集成了 VCONN 電源，可滿足 USB3.1 電源要求。由于系統集成度高且占地面積小，該器件特別適合雙端口應用。

由于 TPS2586x-Q1 支持智能熱調節，因此可以通過 TS 引腳根據溫度檢測來調節輸出電流和電壓。該器件需要在 TS 引腳上連接一個 NTC 熱敏電阻，以監控環境溫度或 PCB 板溫度，具體取決于 NTC 熱敏電阻在 USB 充電模塊或 PCB 板中的放置位置。選擇不同的 NTC 熱敏電阻，底部串聯電阻可以改變減載溫度。

TPS2586x-Q1 具有四種可選的 USB 輸出電壓設置：5.1 V、5.17 V、5.3 V 和 5.4 V。TPS2586x-Q1 集成了一個精密電流檢測放大器，用于電纜壓降補償和用戶可編程電流限制調整。電纜補償僅在輸出電壓設置為 5.17 V 時可用。電纜補償電壓為90 mV，輸出電流為2.4 A。電纜補償通過改變降壓穩壓器輸出電壓與負載電流線性變化，以抵消汽車布線中由于導線電阻而導致的壓降，幫助便攜式設備在重負載下以最佳電流和電壓充電。無論負載電流如何，在連接的便攜式設備上測量的總線電壓都保持大致恒定，從而使便攜式設備的電池充電器能夠以最佳方式工作。

TPS2586x-Q1 為 USB 充電和系統作提供各種安全功能，包括外部負熱敏電阻監控、逐周期電流限制、打嗝短路保護、欠壓鎖定、總線過流、OUT 過流和芯片過熱保護。

該器件系列采用 25 引腳、3.5 mm × 4.5 mm QFN 封裝。

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 溫度等級 1：T一個范圍 –40°C 至 +125°C
  • HBM ESD 分類等級 H2
  • CDM ESD 分類等級 C5
• 針對超低 EMI 要求進行了優化：
  • 符合CISPR25 5 級標準
  • HotRod? 封裝可最大限度地減少開關節點振鈴
  • 擴頻可減少峰值排放
• 同步降壓穩壓器
  • 2.2 MHz 時的高效率：V 時為 93.6% 在 = 12 V，我 PA_BUS = 3 A 和 I PB_BUS = 2.4 安
  • 18mΩ/10mΩ低R DS（開） 降壓穩壓器 MOSFET
  • 工作電壓范圍：5.5 V 至 26 V，可承受 36V 輸入
  • 可調頻率：200 kHz 至 3 MHz
  • 具有擴頻抖動功能的FPWM
  • 可選輸出電壓：5.1 V、5.17 V、5.3 V、5.4 V
• 內部電源路徑：
  • 7mΩ/7mΩ低R DS（開） 內部 USB 功率 MOSFET
  • 高精度 USB 端口的可編程電流限制：3.4 A 時為 ±10%
  • 輸出：5.1V、200mA 輔助負載電源
• 線路壓降補償：2.4A 負載時為 90 mV
• 符合 USB-IF 標準
  • Type-C 修訂版 1.3
    • CC 上的 3-A 功能通告
    • V總線應用和放電
    • V控制室電源：200 mA
  • 自動 DCP 模式 （TPS25860-Q1）：
    • 短路模式符合 BC1.2 和 YD/T 1591 2009
    • 1.2V 模式
    • 2.7V 分壓器 3 模式
• 減載與可編程 T一個
• 設備 TJ范圍：–40°C 至 +150°C
• 故障標志報告 （TPS25862-Q1）：USB 過流、熱關斷
• USB 端口開和關控制 （TPS25862-Q1）

參數

方框圖

?1. 產品概述?
TPS2586x-Q1是德州儀器（TI）推出的汽車級雙USB充電端口控制器，包含TPS25860-Q1和TPS25862-Q1兩款型號。主要特性包括：

• ?集成功能?：同步降壓DC/DC轉換器（效率達93.6%）、雙USB Type-A/Type-C端口控制、可編程電流限制（±10%精度）。
• ?關鍵參數?：輸入電壓5.5V–26V（耐壓36V），輸出電流支持6A（Type-C 3A + Type-A 2.4A + 輔助輸出200mA）。
• ?應用場景?：車載USB充電端口、媒體集線器等。

?2. 核心特性?

• ?EMI優化?：符合CISPR25 Class 5標準，支持2.2MHz開關頻率及擴頻調制。
• ?智能充電協議?：
  • Type-C Rev 1.3（支持3A/1.5A廣告、VBUS放電、VCONN供電）。
  • BC1.2 DCP模式（TPS25860-Q1支持短路/1.2V/分壓3模式）。
• ?保護機制?：過流保護（可編程閾值）、熱關斷（160°C觸發）、輸入過壓保護（OVP）。

?3. 功能模塊詳解?

• ?降壓轉換器?：
  • 峰值電流模式控制，內部補償。
  • 可選輸出電壓（5.1V/5.17V/5.3V/5.4V），支持線纜補償（90mV@2.4A）。
• ?USB端口管理?：
  • 獨立電流限制（Port A默認3.55A，Port B默認2.84A）。
  • TPS25862-Q1支持端口獨立使能/故障指示。
• ?溫度監控?：通過TS引腳連接NTC熱敏電阻，實現負載動態調節（高溫降額至4.77V）。

?4. 設計要點?

• ?布局建議?：
  • 輸入電容靠近VIN/PGND引腳，SW節點走線最短化。
  • 使用多層板設計，中間層為完整地平面。
• ?元件選型?：
  • 電感：0.68μH（2.1MHz）或3.3μH（400kHz）。
  • 輸出電容：3×22μF陶瓷電容（2.1MHz）。
  • 引導電容：100nF（X7R/X5R材質）。

?5. 典型應用電路?

• ?雙端口充電器?：支持Type-C（Port A）和Type-A（Port B）同步工作。
• ?媒體集線器?：通過OUT引腳為外設提供5V/200mA供電。

?6. 封裝與訂購信息?

• 封裝：25引腳VQFN-HR（3.5mm×4.5mm）。
• 工作溫度：-40°C至125°C（符合AEC-Q100 Grade 1）。

?7. 文檔支持?

• 包含完整引腳定義、電氣特性、時序參數及熱性能數據（如θJA=30°C/W）。
• 提供布局示例、效率曲線（圖11-3至11-32）及EMI測試結果（圖11-5）。

該文檔為汽車USB充電系統設計提供了從芯片選型到PCB布局的全面指導，強調高可靠性、低EMI和兼容性設計。