TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 是限流 USB 端口電源開關與 USB 2.0 高速數據線 （D+/D-） 開關和 USB 充電端口識別電路的組合。應用包括筆記本電腦和其他智能 USB 主機設備。寬帶寬 （2.6 GHz） 數據線開關還具有低電容和低導通電阻，允許信號以最小的邊沿和相位失真通過。TPS2540/40A/41/41A 監測 D+ 和 D-，為兼容的客戶端設備提供正確的握手協議。
*附件：tps2540.pdf

TPS2540/40A/41/41A 支持以下充電邏輯方案：

• USB 2.0 BC1.2
• 中國電信標準 YD/T 1591-2009
• 分頻器模式，兼容 iPod 和 iPhone 等 Apple 設備

CTL1-CTL3 邏輯輸入用于選擇 TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 提供的各種充電模式之一。這些充電模式允許主機設備在專用充電端口 （DCP）（壁式適配器仿真）、充電下行端口 （CDP）（支持 1.5A 的有源 USB 2.0 數據通信）或標準下行端口 （SDP） USB 2.0 模式（支持 500mA 的有源 USB 2.0 數據通信）之間進行選擇。TPS2540/40A/41/41A 還集成了自動檢測功能，支持電池充電規范 （BC1.2） 的 DCP 方案和分壓器模式，無需外部用戶交互。

TPS2540A 自動檢測模式還具有更長的分離檢測時間，因此它可以支持某些獨特的不合規設備。TPS2540/40A/41/41A 配電開關適用于可能遇到重電容負載和短路的應用，在單個封裝中集成了 73mΩ N 溝道 MOSFET。當輸出負載超過限流閾值時，使用恒流模式。ILIM_SEL logic input 選擇兩個限流閾值之一，每個閾值都可通過外部電阻器單獨調節。其他 USB 開關功能包括去毛刺輸出故障報告 （FAULT） 和邏輯電平使能 EN （TPS2540/40A） 或 OUT 放電控制 DSC （TPS2541）。對于 TPS2540/40A，模式“000”用于強制輸出放電。

特性

• 符合 DCP 和 CDP 的電池充電規范 BC1.2
• 符合中國電信行業標準 YD/T 1591-2009
• 支持大多數可用 Apple 設備和/或符合 BC1.2 標準的設備的睡眠模式充電
• 兼容 USB 2.0 和 3.0 電源開關要求
• 2.6GHz 帶寬 USB 2.0 數據開關
• 73mΩ（典型值）高側 MOSFET
• 可調電流限制高達 2.8 A（典型值）
• 通過 CTLx=000 （TPS2540/40A） 或 DSC （TPS2541/41A） 輸入進行 OUT 放電
• 更長的分離檢測時間 （TPS2540A/41A），支持其他傳統設備
• 采用 16 引腳 QFN 封裝

參數

方框圖

1. 產品概述

TPS2540/40A/41/41A 是一款由 Texas Instruments 生產的 USB 充電端口電源開關和控制器，適用于筆記本電腦和其他智能 USB 主機設備。它結合了電流限制的 USB 端口電源開關，支持 DCP（專用充電端口）和 CDP（充電下游端口），并包含一個 USB 2.0 高速數據線（D+/D-）開關。

2. 主要特性

• ?符合多項標準?：滿足電池充電規范 BC1.2、中國電信行業標準 YD/T 1591-2009。
• ?睡眠模式充電?：支持大多數 Apple 設備和其他符合 BC1.2 的設備在睡眠模式下的充電。
• ?高帶寬數據線開關?：2.6 GHz 帶寬，低電容和低導通電阻，確保信號傳輸的最小邊緣和相位失真。
• ?多種充電模式?：支持 SDP（標準下游端口）、CDP 和 DCP 三種充電模式，并具有自動檢測功能。
• ?可調電流限制?：電流限制可調，最高可達 2.8A（典型值）。

3. 應用領域

• ?筆記本電腦?
• ?USB 端口和集線器?
• ?智能 USB 主機設備?

4. 功能描述

• ?充電邏輯方案?：通過 CTL1、CTL2 和 CTL3 邏輯輸入選擇多種充電模式。
• ?輸出放電?：通過特定的 CTLx 配置或 DSC（放電控制）引腳實現輸出放電。
• ?過流和過熱保護?：在過流或過熱條件下，設備將限制輸出電流或關閉電源開關，并通過 FAULT 引腳報告故障。
• ?數據線開關?：在 CDP 或 SDP 模式下，D+/D- 數據線開關被啟用，以支持監測和握手操作。

5. 電氣特性

• ?靜態漏源導通電阻?：典型值為 73mΩ。
• ?啟用閾值?：EN（或 DSC）引腳的下降閾值電壓為 0.9V 至 1.65V。
• ?供電電流?：禁用時供電電流很低，啟用時根據操作模式有所不同。
• ?故障去抖動時間?：由于過流條件導致的 FAULT 斷言或否定去抖動時間為 5ms 至 12ms。

6. 封裝與尺寸

• ?封裝類型?：16 引腳 QFN 封裝（RTE 封裝）。
• ?尺寸?：具體尺寸信息請參考數據手冊中的封裝信息部分。

7. 設計指南

• ?布局建議?：將 TPS2540/40A/41/41A 放置在靠近 USB 輸出連接器和 150μF 輸出濾波電容的位置，并將 Power PAD 連接到 GND 引腳和系統地平面。
• ?輸入電容?：在 IN 引腳和 GND 之間放置 0.1μF 或更大的陶瓷旁路電容。
• ?數據線布線?：D+/D- 跡線應作為受控阻抗差分對進行布線，并盡量減少高速數據線中使用過孔。

8. 熱設計考慮

• ?功率耗散和結溫?：設計時需考慮功率耗散和結溫，以確保設備在推薦工作條件下運行。使用數據手冊中提供的熱阻信息來計算結溫。

9. 結論

TPS2540/40A/41/41A 是一款功能全面的 USB 充電端口電源開關和控制器，適用于多種智能設備和應用場景。其符合多項標準、支持多種充電模式、具有可調電流限制和過流/過熱保護等特性，使其成為 USB 充電解決方案的理想選擇。