探索 TPS25820/21：USB Type-C 源控制器的卓越之選

在當(dāng)今電子設(shè)備飛速發(fā)展的時(shí)代，USB Type-C 接口憑借其可逆插拔、高速數(shù)據(jù)傳輸和強(qiáng)大的供電能力，成為了眾多設(shè)備的標(biāo)配。而 TPS25820 和 TPS25821 作為高度集成的 USB Type-C 源控制器，內(nèi)置電源開(kāi)關(guān)，為 USB Type-C 連接器和電纜提供了出色的解決方案。今天，我們就來(lái)深入了解一下這兩款器件。

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器件特性與優(yōu)勢(shì)

高度集成設(shè)計(jì)

TPS25820/21 集成了一個(gè)額定電流為 1.5A 的 USB 電源開(kāi)關(guān)，通過(guò)監(jiān)測(cè) Type-C 配置通道（CC）線路來(lái)確定 USB 接收裝置是否連接。當(dāng)連接了接收裝置時(shí)，它會(huì)向 $V{BUS}$ 供電，并將可選的 $V{BUS}$ 拉電流能力通過(guò)直通 CC 線路傳達(dá)給接收器。此外，TPS25820 還能將 $CONN$ 電源施加于電纜 $CONN$ 引腳，而 TPS25821 則適用于 USB 2.0 以及實(shí)施無(wú)數(shù)據(jù)充電等不需要 $V_{CONN}$ 的情況。

超高速極性確定與低功耗

具備超高速極性確定功能，$V_{BUS}$ 和 $CONN$（TPS25820）應(yīng)用以及用內(nèi)部固定電流限制放電。在不附加任何器件時(shí)，Type-C 連接器的工作電流僅為 1.0μA（典型值），有效降低了功耗。

出色的 ESD 保護(hù)與認(rèn)證

CC1 和 CC2 具有 ±8kV 接觸放電以及 ±15kV 空氣放電 ESD 額定值（IEC - 61000 - 4 - 2），同時(shí)擁有 IEC/UL 證書(shū)，如 US - 33101 - UL: IEC 60950 - 1:2005; AMD1:2009, AMD2:2013 和 US - 33102 - UL: IEC 62368 - 1:2014，確保了器件在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。

引腳配置與功能詳解

引腳功能概述

TPS25820/21 采用 12 引腳 WSON 封裝，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，IN 引腳為設(shè)備輸入電源，CHG 引腳用于選擇標(biāo)準(zhǔn) USB 或 1.5 - A Type - C 電流源能力，EN 引腳用于控制設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，F(xiàn)AULT 引腳在設(shè)備處于過(guò)溫和 $V_{BUS}$ 電流限制條件時(shí)發(fā)出信號(hào)等。

關(guān)鍵引腳作用

• CC1 和 CC2 引腳：用于檢測(cè)端口連接和解決電纜方向問(wèn)題，還可建立向有效接收器的電流廣播并配置 $V_{CONN}$（TPS25820 專(zhuān)用）。
• POL 引腳：當(dāng)連接接收器時(shí)，報(bào)告可逆 Type - C 插頭的極性，用于控制超高速數(shù)據(jù) MUX，確保數(shù)據(jù)連接的正確性。
• SINK 引腳：指示 Type - C 接收器的連接情況。

電氣與開(kāi)關(guān)特性分析

電氣特性

在不同的溫度和測(cè)試條件下，TPS25820/21 展現(xiàn)出了穩(wěn)定的電氣特性。例如，OUT 功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻在不同溫度下有明確的范圍，反向泄漏電流極小；輸出電流限制精度高，短路電流限制在 1.6 - 1.84A 之間。

開(kāi)關(guān)特性

輸出電壓的上升和下降時(shí)間、開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間都有具體的參數(shù)范圍，確保了快速的響應(yīng)速度。例如，OUT 功率開(kāi)關(guān)的輸出電壓上升時(shí)間典型值為 0.8ms，下降時(shí)間典型值為 0.3ms。

應(yīng)用與設(shè)計(jì)建議

典型應(yīng)用場(chǎng)景

• Type - C 源端口實(shí)現(xiàn)：可實(shí)現(xiàn)支持 5 - V 和 1.5 - A 充電的最小 Type - C 源，適用于筆記本、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、平板電腦等設(shè)備。
• USB 車(chē)載充電器：TPS25821 因其小尺寸、高度集成設(shè)計(jì)和超低待機(jī)電流，非常適合用于車(chē)載充電器，支持 Type - C 1.5 - A 和 BC1.2 DCP 充電。

  設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

• 電容選擇：輸入和輸出電容對(duì)設(shè)備性能有重要影響。建議在 IN 引腳附近放置至少 120μF 的旁路電容，在 OUT 引腳放置小于 10μF 的陶瓷電容，以控制電壓過(guò)沖和欠沖。
• ESD 保護(hù)：系統(tǒng)級(jí) ESD 保護(hù)至關(guān)重要。OUT 引腳的推薦電容可降低 ESD 對(duì) $V_{BUS}$ 路徑的影響，CC1 和 CC2 引腳內(nèi)置 ESD 保護(hù)，需遵循正確的布局指南。
• 電阻選擇：REF 引腳連接的電阻應(yīng)選擇 ±0.5% 精度的 100 - kΩ 電阻，以確保電流限制和電流廣播的準(zhǔn)確性。

總結(jié)與展望

TPS25820/21 作為 USB Type - C 源控制器，以其高度集成的設(shè)計(jì)、出色的性能和豐富的保護(hù)功能，為 USB Type - C 接口的應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，合理選擇器件和配置參數(shù)，同時(shí)注意布局和布線的細(xì)節(jié)，以充分發(fā)揮器件的優(yōu)勢(shì)。隨著 USB Type - C 技術(shù)的不斷發(fā)展，相信 TPS25820/21 將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為電子設(shè)備的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。

大家在使用 TPS25820/21 過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？又是如何解決的？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。