Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161控制器評(píng)估模塊 (EVM) 設(shè)計(jì)用于評(píng)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(dá)6.6A輸出電流，每個(gè)端口3A，并提供電纜補(bǔ)償。該評(píng)估模塊的工作電壓范圍為5.5V至26V，可承受40V瞬態(tài)電壓。Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161上的電阻器可以調(diào)整電纜補(bǔ)償、電流限制、輸出電壓和開關(guān)頻率的值。每個(gè)端口均可通過(guò)PA_EN和PB_EN啟用或禁用。每個(gè)端口還可以將故障置為處于故障狀態(tài)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS25859Q1EVM-161控制器評(píng)估模塊數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 輸入范圍為5.5V至26V，連續(xù)輸出降壓轉(zhuǎn)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(qiáng)制PWM運(yùn)行，擴(kuò)頻抖動(dòng)為200kHz–800KHz
• 完全符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
• 可編程輸出短路電流限制：±15%精度過(guò)熱
• 智能熱管理
• 用戶可編程VBUS電流限制和內(nèi)部VCONN電流限制

測(cè)試設(shè)置

TPS25859-Q1評(píng)估模塊技術(shù)詳解：高性能USB Type-C充電解決方案

1. 技術(shù)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(tài)電壓，適用于汽車電池等波動(dòng)較大的電源環(huán)境。

每個(gè)USB Type-C端口可提供3A的連續(xù)輸出電流，雙端口總輸出電流達(dá) 6.6A ，滿足多設(shè)備同時(shí)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(diào)整 ：用戶可通過(guò)外部電阻（RILIM）調(diào)整VBUS電流限制和內(nèi)部VCONN電流限制，實(shí)現(xiàn)精確的電流控制。
• 智能熱管理 ：集成NTC熱敏電阻接口，可監(jiān)控環(huán)境溫度或PCB板溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓和電流，防止過(guò)熱損壞。

1.3 同步降壓轉(zhuǎn)換器與低EMI設(shè)計(jì)

• 高效同步降壓 ：內(nèi)置同步降壓轉(zhuǎn)換器在400kHz下運(yùn)行，具備高效率（>95%）。
• 低EMI設(shè)計(jì) ：采用展頻頻譜抖動(dòng)技術(shù)（200kHz至800kHz），符合CISPR25 5類標(biāo)準(zhǔn)，減少電磁干擾。

1.4 豐富的保護(hù)功能

• 逐周期電流限制 ：防止過(guò)流損壞。
• 短路保護(hù) ：支持?jǐn)嗬m(xù)模式（Hiccup）和持續(xù)短路保護(hù)。
• 欠壓鎖定（UVLO） ：確保輸入電壓低于閾值時(shí)關(guān)閉輸出。
• 過(guò)溫保護(hù)（OTP） ：防止芯片過(guò)熱。

1.5 靈活的配置與調(diào)試選項(xiàng)

• 開關(guān)頻率調(diào)整 ：通過(guò)RFREQ電阻（R6）調(diào)整開關(guān)頻率（200kHz至800kHz）。
• 輸出電壓選擇 ：通過(guò)跳線（J10）選擇5.1V、5.17V、5.3V、5.4V輸出電壓。
• 電纜補(bǔ)償 ：短接VSET引腳至地，啟用電纜補(bǔ)償功能，補(bǔ)償長(zhǎng)距離充電時(shí)的導(dǎo)線壓降。

2. 工作原理

2.1 同步降壓轉(zhuǎn)換

TPS25859-Q1采用同步降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將輸入電壓（5.5V至26V）轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓（5.1V至5.4V）。其內(nèi)置的高側(cè)和低側(cè)MOSFET交替導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。

2.2 電流限制與保護(hù)

• VBUS電流限制 ：通過(guò)RILIM電阻設(shè)置電流閾值，當(dāng)輸出電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，芯片自動(dòng)限制輸出電流，防止過(guò)載。
• 短路保護(hù) ：檢測(cè)到短路時(shí)，芯片進(jìn)入斷續(xù)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(jiān)控 ：通過(guò)外部NTC熱敏電阻（RT1）監(jiān)測(cè)溫度，當(dāng)溫度超過(guò)閾值時(shí)，芯片降低輸出電流或關(guān)閉輸出，防止過(guò)熱損壞。

2.4 電纜補(bǔ)償

• 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整 ：短接VSET引腳至地后，降壓轉(zhuǎn)換器根據(jù)負(fù)載電流動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓，補(bǔ)償長(zhǎng)距離充電時(shí)的導(dǎo)線電阻引起的壓降，確保重載下的穩(wěn)定充電。

3. 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 汽車電子

• AEC-Q100認(rèn)證 ：符合汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可在-40°C至+125°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
• 高可靠性 ：集成多種保護(hù)功能，適應(yīng)汽車復(fù)雜電磁環(huán)境。
• 應(yīng)用場(chǎng)景 ：車載USB媒體中心、充電端口、后市場(chǎng)雙USB充電器。

3.2 工業(yè)控制

• 高精度電流控制 ：支持可編程電流限制，適用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)、PLC輸出模塊保護(hù)等場(chǎng)景。
• 抗干擾能力強(qiáng) ：低EMI設(shè)計(jì)，符合工業(yè)環(huán)境要求。

3.3 消費(fèi)電子

• 雙端口快充 ：支持同時(shí)為兩臺(tái)設(shè)備充電，總輸出電流達(dá)6.6A。
• 兼容性強(qiáng) ：支持USB Type-C和BC1.2協(xié)議，適用于智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備。

3.4 便攜式醫(yī)療設(shè)備

• 小型化設(shè)計(jì) ：集成度高，節(jié)省PCB空間。
• 穩(wěn)定充電 ：電纜補(bǔ)償功能確保長(zhǎng)距離充電時(shí)的電壓穩(wěn)定。

4. 硬件設(shè)計(jì)指南

4.1 關(guān)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(lián)電阻）的陶瓷電容，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
• NTC熱敏電阻（RT1） ：根據(jù)工作環(huán)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(hào)路徑分開，減少干擾。
• 散熱設(shè)計(jì) ：在芯片下方鋪設(shè)銅箔，增加散熱面積。
• 測(cè)試點(diǎn)布局 ：在關(guān)鍵信號(hào)（如VIN、OUT、SENSE）處設(shè)置測(cè)試點(diǎn)，便于調(diào)試。