Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161控制器評估模塊 (EVM) 設計用于評估TPS25859-Q1。TPS25859-Q1是一款USB Type-C?和BC1.2雙Type-C充電端口，能夠提供高達6.6A輸出電流，每個端口3A，并提供電纜補償。該評估模塊的工作電壓范圍為5.5V至26V，可承受40V瞬態電壓。Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161上的電阻器可以調整電纜補償、電流限制、輸出電壓和開關頻率的值。每個端口均可通過PA_EN和PB_EN啟用或禁用。每個端口還可以將故障置為處于故障狀態。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161控制器評估模塊數據手冊.pdf

特性

• 輸入范圍為5.5V至26V，連續輸出降壓轉換器的每端口電流為3A
• 輸出引腳為200mA，VCONN電源具有200mA電流輸出能力，滿足USB3.1的電源要求
• 強制PWM運行，擴頻抖動為200kHz–800KHz
• 完全符合AEC-Q100標準
• 可編程輸出短路電流限制：±15%精度過熱
• 智能熱管理
• 用戶可編程VBUS電流限制和內部VCONN電流限制

測試設置

TPS25859-Q1評估模塊技術詳解：高性能USB Type-C充電解決方案

1. 技術特性

1.1 寬輸入電壓范圍與高輸出電流

TPS25859-Q1 EVM支持5.5V至26V的寬輸入電壓范圍，并能承受40V的瞬態電壓，適用于汽車電池等波動較大的電源環境。

每個USB Type-C端口可提供3A的連續輸出電流，雙端口總輸出電流達 6.6A ，滿足多設備同時充電的需求。

1.2 可編程電流限制與智能熱管理

• 電流限制調整 ：用戶可通過外部電阻（RILIM）調整VBUS電流限制和內部VCONN電流限制，實現精確的電流控制。
• 智能熱管理 ：集成NTC熱敏電阻接口，可監控環境溫度或PCB板溫度，動態調節輸出電壓和電流，防止過熱損壞。

1.3 同步降壓轉換器與低EMI設計

• 高效同步降壓 ：內置同步降壓轉換器在400kHz下運行，具備高效率（>95%）。
• 低EMI設計 ：采用展頻頻譜抖動技術（200kHz至800kHz），符合CISPR25 5類標準，減少電磁干擾。

1.4 豐富的保護功能

• 逐周期電流限制 ：防止過流損壞。
• 短路保護 ：支持斷續模式（Hiccup）和持續短路保護。
• 欠壓鎖定（UVLO） ：確保輸入電壓低于閾值時關閉輸出。
• 過溫保護（OTP） ：防止芯片過熱。

1.5 靈活的配置與調試選項

• 開關頻率調整 ：通過RFREQ電阻（R6）調整開關頻率（200kHz至800kHz）。
• 輸出電壓選擇 ：通過跳線（J10）選擇5.1V、5.17V、5.3V、5.4V輸出電壓。
• 電纜補償 ：短接VSET引腳至地，啟用電纜補償功能，補償長距離充電時的導線壓降。

2. 工作原理

2.1 同步降壓轉換

TPS25859-Q1采用同步降壓拓撲結構，將輸入電壓（5.5V至26V）轉換為穩定的輸出電壓（5.1V至5.4V）。其內置的高側和低側MOSFET交替導通，實現高效能量轉換。

2.2 電流限制與保護

• VBUS電流限制 ：通過RILIM電阻設置電流閾值，當輸出電流超過設定值時，芯片自動限制輸出電流，防止過載。
• 短路保護 ：檢測到短路時，芯片進入斷續模式（Hiccup），周期性嘗試重啟，直至故障排除。

2.3 熱管理

• NTC熱敏電阻監控 ：通過外部NTC熱敏電阻（RT1）監測溫度，當溫度超過閾值時，芯片降低輸出電流或關閉輸出，防止過熱損壞。

2.4 電纜補償

• 動態電壓調整 ：短接VSET引腳至地后，降壓轉換器根據負載電流動態調整輸出電壓，補償長距離充電時的導線電阻引起的壓降，確保重載下的穩定充電。

3. 應用優勢

3.1 汽車電子

• AEC-Q100認證 ：符合汽車級標準，可在-40°C至+125°C溫度范圍內穩定工作。
• 高可靠性 ：集成多種保護功能，適應汽車復雜電磁環境。
• 應用場景 ：車載USB媒體中心、充電端口、后市場雙USB充電器。

3.2 工業控制

• 高精度電流控制 ：支持可編程電流限制，適用于電機驅動、PLC輸出模塊保護等場景。
• 抗干擾能力強 ：低EMI設計，符合工業環境要求。

3.3 消費電子

• 雙端口快充 ：支持同時為兩臺設備充電，總輸出電流達6.6A。
• 兼容性強 ：支持USB Type-C和BC1.2協議，適用于智能手機、平板電腦等設備。

3.4 便攜式醫療設備

• 小型化設計 ：集成度高，節省PCB空間。
• 穩定充電 ：電纜補償功能確保長距離充電時的電壓穩定。

4. 硬件設計指南

4.1 關鍵元件選擇

• 電感器（L1） ：選擇低DCR（直流電阻）的屏蔽電感，提高效率并減少EMI。
• 輸出電容（C5, C13, C14） ：選用低ESR（等效串聯電阻）的陶瓷電容，提高動態響應。
• NTC熱敏電阻（RT1） ：根據工作環境選擇合適的B值和阻值。

4.2 PCB布局建議

• 高壓與低壓隔離 ：將輸入電壓路徑與低壓信號路徑分開，減少干擾。
• 散熱設計 ：在芯片下方鋪設銅箔，增加散熱面積。
• 測試點布局 ：在關鍵信號（如VIN、OUT、SENSE）處設置測試點，便于調試。