TPS2114/TPS2115自動切換電源多路復用器詳解
TPS2114/TPS2115自動切換電源多路復用器詳解
在電子設備的電源管理中，電源多路復用器起著至關重要的作用。今天我們就來深入了解一下德州儀器（TI）的TPS2114和TPS2115自動切換電源多路復用器，看看它們有哪些特性、應用場景，以及如何在實際設計中發揮作用。
文件下載：tps2114.pdf
產品概述
TPS2114和TPS2115是德州儀器推出的兩款電源多路復用器，屬于TPS211x系列。它們能夠在兩個電源（如電池和壁式適配器）之間實現無縫切換，每個電源的工作電壓范圍為2.8 - 5.5 V，最大輸出電流可達1 A。這兩款產品集成了豐富的保護電路，包括用戶可編程電流限制、熱保護、浪涌電流控制、無縫電源轉換、交叉傳導阻斷和反向傳導阻斷等功能，大大簡化了電源多路復用器應用的設計。
產品特性
1. 低導通電阻開關
TPS2115的典型導通電阻為84 mΩ，TPS2114的典型導通電阻為120 mΩ。低導通電阻可以減少功率損耗，提高電源效率。
2. 反向和交叉傳導阻斷
能夠有效防止電流反向流動和交叉傳導，保護電路安全。
3. 寬工作電壓范圍
工作電壓范圍為2.8 V至5.5 V，適用于多種電源供電的應用場景。
4. 低待機和工作電流
典型待機電流為0.5 μA，典型工作電流為55 μA，有助于降低功耗，延長電池續航時間。
5. 可調電流限制
通過連接到ILIM引腳的電阻 (R{(ILIM)}) 可以設置電流限制，TPS2114的電流限制為250/ (R{(ILIM)})，TPS2115的電流限制為500/ (R_{(ILIM)})。
6. 可控輸出電壓轉換時間
可以限制浪涌電流，減少輸出電壓保持電容的需求。
7. 兼容CMOS和TTL控制輸入
8. 手動和自動切換操作模式
用戶可以根據實際需求選擇合適的切換模式。
9. 熱關斷保護
當芯片溫度過高時，會自動關斷，保護芯片不受損壞。
應用場景
TPS2114和TPS2115適用于多種電子設備，包括但不限于：
- 個人電腦（PC）：實現不同電源之間的切換，確保系統穩定供電。
- 個人數字助理（PDA）：延長電池續航時間，提高設備的使用效率。
- 數碼相機：保證相機在不同電源下的正常工作。
- 調制解調器：提供穩定的電源供應，確保通信質量。
- 手機：優化電源管理，提升電池使用時間。
- 數字收音機：保障收音機的穩定運行。
- MP3播放器：滿足播放器對電源的需求。
引腳功能
| 引腳名稱 | 引腳編號 | I/O | 描述 |
|---|---|---|---|
| D0 | 2 | I | TTL和CMOS兼容輸入引腳，每個引腳有一個1-μA上拉電阻，與D1共同控制開關功能。 |
| D1 | 3 | I | 與D0一起決定電源切換模式和輸出連接。 |
| GND | 5 | I | 接地引腳。 |
| IN1 | 8 | I | 主電源開關輸入，只有當IN1電源高于欠壓鎖定（UVLO）閾值且至少有一個電源超過內部 (V_{DD}) UVLO時，IN1開關才能啟用。 |
| IN2 | 6 | I | 輔助電源開關輸入，條件與IN1類似。 |
| ILIM | 4 | I | 通過連接到GND的電阻 (R_{(ILIM)}) 設置電流限制。 |
| OUT | 7 | O | 電源開關輸出。 |
| STAT | 1 | O | 開漏輸出，當IN2開關導通時為高阻態（Hi-Z），當IN1開關導通或OUT為Hi-Z時拉低。 |
工作模式
自動切換模式
當D0為邏輯1且D1為邏輯0時，選擇自動切換模式。在這種模式下，OUT連接到IN1和IN2中電壓較高的那個電源。
手動切換模式
當D0為邏輯0時，選擇手動切換模式。在這種模式下，如果D1為邏輯1，OUT連接到IN1；否則，OUT連接到IN2。
電氣特性
導通電阻
TPS2114和TPS2115的導通電阻會隨著溫度和輸入電壓的變化而變化。在25 °C、 (V{I(IN1)}=V{I(IN2)}=5.0 V) 、 (I_{L}=500 mA) 的條件下，TPS2114的典型導通電阻為120 mΩ，TPS2115的典型導通電阻為84 mΩ。
電流限制精度
TPS2114和TPS2115的電流限制精度與 (R{(ILIM)}) 的阻值有關。例如，當 (R{(ILIM)} = 400 Ω) 時，TPS2114的電流限制典型值為0.63 A，TPS2115的電流限制典型值為1.25 A。
其他特性
還包括邏輯輸入電壓、電源和泄漏電流、欠壓鎖定、反向傳導阻斷、熱關斷等特性，這些特性確保了芯片在各種工作條件下的穩定性和可靠性。
典型應用電路
雙電池供電系統
如圖13所示，該電路允許一個或兩個電池組為系統供電。兩個電池組可以延長系統的運行時間，TPS2114/5會在兩個電池組之間循環供電，直到兩個電池組都耗盡。
手動切換電源
如圖14所示，多路復用器根據D1邏輯信號在兩個電源之間進行選擇。如果D1為邏輯1，OUT連接到IN1；否則，OUT連接到IN2。D1引腳的邏輯閾值與TTL和CMOS邏輯兼容。
封裝和訂購信息
TPS2114和TPS2115采用TSSOP-8封裝，有多種訂購選項。例如，TPS2114PW和TPS2115PW采用管裝形式，每管150個；TPS2115PWR采用大卷帶裝形式，每卷2000個。
總結
TPS2114和TPS2115是兩款功能強大的電源多路復用器，具有低導通電阻、寬工作電壓范圍、豐富的保護功能等優點。它們適用于多種電子設備的電源管理，能夠幫助工程師簡化設計，提高系統的穩定性和可靠性。在實際應用中，我們可以根據具體需求選擇合適的型號和工作模式，同時注意引腳的連接和參數的設置。你在使用TPS2114或TPS2115的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。
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TPS2114 2.8V 至 5.5V、120mΩ、0.75A、具有手動、自動、慢速切換和狀態的電源多路復用器數據手冊
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