Texas Instruments TPS25730 USB Type-C?和USB PD控制器是高度集成的獨立控制器，專為支持USB-C PD電源的匯流排應(yīng)用而優(yōu)化。TPS25730結(jié)合了全面管理的電源路徑和強大的保護功能，是一款完整的USB-C PD解決方案。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPS25730 USB Type-C?和USB PD控制器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI TPS25730還可以通過內(nèi)部柵極驅(qū)動器控制外部電源路徑。TPS25730非常適合之前由桶形插孔供電的純接收應(yīng)用。使用電阻器引腳搭接配置，用戶可在其平臺上使用TPS25730實現(xiàn)功能齊全的USB Type-C PD端口。無需外部EEPROM、外部微控制器或任何固件開發(fā)。

TPS25730旨在使設(shè)置純接收USB Type-C應(yīng)用變得簡單而可靠。用戶既可使用桶形插孔端口的所有優(yōu)勢，還可以利用 USB Type-C和USB Type-C PD為其系統(tǒng)帶來的優(yōu)勢。

特性

• PD3.1兼容純接收應(yīng)用
  • PD3.1是USB-IF的最新電力輸送規(guī)格
  • PD2和PD3
• 完全可配置的單端口PD控制
  • 6 GPIO設(shè)置函數(shù)
  • 電纜連接和方向檢測
  • 集成無電電池Rd
  • 物理層和策略引擎
  • 用于電量耗盡的集成VBUS 3.3V LDO
  • 來自3.3V或VBUS源的電源
  • 用于外部微控制器的I^2^C接入

TPS25730D框圖

TPS25730S框圖

典型應(yīng)用

德州儀器TPS25730 USB Type-C?和PD控制器技術(shù)解析

核心特性

1. USB PD兼容性

• ?協(xié)議支持?：完全兼容PD3.1規(guī)范(最新版)，同時向下兼容PD2和PD3協(xié)議
• ?單端口控制?：優(yōu)化用于僅接收功率的USB Type-C應(yīng)用
• ?無縫替代?：完整替代傳統(tǒng)桶形插孔的電源解決方案

2. 集成電源路徑

• ?保護功能?：集成過壓保護和反向電流保護
• ?雙版本設(shè)計?：
  • ?TPS25730D?：內(nèi)置高壓負(fù)載開關(guān)(PPHV)
  • ?TPS25730S?：支持外部電源路徑控制(PP_EXT)

3. 靈活配置

• ?引腳配置?：通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無固件開發(fā)配置
• ?工作模式?：支持3.3V或VBUS供電
• ?通信接口?：集成I2C接口用于外部MCU通信

技術(shù)架構(gòu)

1. 電源管理模塊

• ?雙供電模式?：
  • 主電源：3.0-3.6V VIN_3V3輸入
  • 備用電源：VBUS供電(4-22V)
• ?集成LDO?：
  • 3.3V LDO(最大18mA輸出)
  • 1.5V核心電壓LDO

2. USB PD物理層

• ?BMC編碼?：符合USB-PD規(guī)范的Bi-Phase Mark編碼
• ?傳輸特性?：
  • 驅(qū)動電壓：1.05-1.2V(VTXHI)
  • 輸出阻抗：33-75Ω(ZDRIVER)
  • 上升/下降時間：≤120ns(負(fù)載520pF時)

3. 保護機制

• ?CC引腳保護?：5.5V過壓保護閾值
• ?熱保護?：
  • 關(guān)斷閾值：160℃(典型值)
  • 遲滯：20℃
• ?快速關(guān)斷?：
  • 過壓響應(yīng)時間：≤4μs
  • 反向電流保護響應(yīng)：≤2μs

典型應(yīng)用設(shè)計

1. 電源路徑配置

?TPS25730D內(nèi)部路徑?：

• 集成PPHV開關(guān)(RDS(on)：16mΩ@25℃)
• 支持7A持續(xù)電流/10A脈沖電流

?TPS25730S外部路徑?：

• 柵極驅(qū)動能力：
  • 源電流：8.5-11.5μA
  • 柵極開啟電壓：6-12V
• 支持外部N溝道MOSFET控制

2. 關(guān)鍵元件選型

1. ?VBUS電容?：
   • 推薦值：47-100μF(滿足PD規(guī)范cSnkBulkPd要求)
   • 耐壓：≥25V
2. ?CC引腳電容?：
   • 推薦值：330pF
   • 布局要求：直接靠近CC引腳，避免過孔

3. 布局指南

• ?熱設(shè)計?：
  • TPS25730D：θJA=57.4°C/W
  • 建議使用4×4mm接地焊盤散熱
• ?關(guān)鍵走線?：
  • VBUS走線寬度：≥8mil
  • CC走線：最短路徑，避免過孔
• ?ESD防護?：
  • 建議添加TVS二極管(擊穿電壓5.5-28V)

性能參數(shù)

應(yīng)用場景

1. ?電動工具?：替代傳統(tǒng)桶形插孔充電接口
2. ?無線音箱/耳機?：支持快速充電協(xié)議
3. ?工業(yè)設(shè)備?：零售自動化和支付終端
4. ?電源適配器?：作為智能負(fù)載管理前端

設(shè)計資源

TI提供完整支持套件：

• 參考設(shè)計原理圖(TIDA-020031)
• PCB布局示例(4層板最佳實踐)
• PSpice模型和IBIS模型
• USB-PD協(xié)議棧配置工具

總結(jié)

TPS25730通過高度集成的設(shè)計簡化了USB Type-C PD接口的實現(xiàn)，其特點包括：

• 無需外部MCU或EEPROM的完整解決方案
• 汽車級可靠性(-40℃至125℃)
• 靈活的電源路徑配置選項(D/S版本)
• 符合最新PD3.1規(guī)范要求

隨著USB PD成為主流電源標(biāo)準(zhǔn)，該器件特別適合需要快速從傳統(tǒng)電源接口遷移到Type-C的設(shè)計場景。設(shè)計人員應(yīng)特別注意VBUS電容選型和CC走線布局，以確保信號完整性和協(xié)議兼容性。