TPS2140/41/50/51 是兼容 USB 1.0 和 2.0 規范的 IC，包含一個雙限流電源開關和一個可調節的低壓差穩壓器 （LDO）。開關和 LDO 都通過控制導通轉換速率來限制浪涌電流。該開關獨特的雙限流功能允許 USB 外設在開關輸出端利用高值電容，同時保持較低的浪涌電流。在導通期間，開關將輸送到電容負載的電流限制在 100 mA 以下。當開關的輸出電壓達到輸入電壓的 93% 左右時，開關電源良好輸出變為高電平，開關電流限制增加到 800mA（最小值），此時可以打開更高電流的負載。較高的電流限制提供短路保護，同時允許外設從 USB 總線吸收最大電流。
*附件：tps2141.pdf

開關和 LDO 獨立工作，為需要獨立內核和 I/O 電壓的 DSP 應用提供靈活性。例如，在由 3.3 V 電源軌工作的 DSP 應用中，LDO 可以為低至 0.9 V 的 DSP 內核電壓供電，而開關則為 3.3 V（典型值）DSP I/O 電源供電。如果需要電源排序，可以使用 LDO 電源良好輸出來啟用開關。

特性

• 面向 USB 高功率外設的完整電源管理解決方案
• 具有使能和 325 mA（典型值）電流限制的 250 mA 低壓差穩壓器 （LDO）
• LDO 支持 2.7 V 至 5.5 V在和 0.9 V 至 3.3 V 可調 V外
• 40 m（典型值）高側 MOSFET，具有雙電流限制
• LDO 和開關的欠壓鎖定和電源正常
• CMOS 和 TTL 兼容使能輸入
• 85 μA（典型值）電源電流
• 5 μA（典型值）待機電源電流
• 采用 14 引腳 HTSSOP 封裝 （PowerPAD?）
• –40°C 至 85°C 環境溫度范圍
• 具有 3.3V 開關和 5V 開關的 TPS2148/58 3.3V LDO 的替代
• 應用
  • 高功率 USB? 外設
    • ADSL 調制解調器
    • 數碼相機和 PC 相機
    • Zip 驅動器
    • 揚聲器
  • DSP 排序

參數

1. 產品概述

TPS2141是一款集成雙電流限制功率開關和可調低壓差線性穩壓器（LDO）的電源管理IC，專為USB高功率外設設計。它提供了完整的電源管理解決方案，兼容USB 1.0和2.0規范。

2. 主要特性

• ?雙電流限制開關?：具有獨特的雙電流限制功能，初始限制電流為100mA，當輸出電壓接近輸入電壓時，電流限制增加到800mA（最小），允許更高的負載電流同時提供短路保護。
• ?可調LDO?：支持2.7V至5.5V的輸入電壓范圍，輸出電壓可調范圍為0.9V至3.3V，最大輸出電流為250mA。
• ?低壓差設計?：LDO的最大壓差電壓為0.5V，提高了電源效率。
• ?保護功能?：包括欠壓鎖定、過流保護、熱關斷保護等，確保器件在異常條件下安全穩定工作。
• ?靈活的使能控制?：提供CMOS和TTL兼容的使能輸入，方便系統集成。
• ?低功耗?：典型工作電流為85μA，待機電流為5μA，有助于延長電池壽命。
• ?寬溫度范圍?：支持-40°C至+85°C的工作溫度范圍，適用于各種環境。

3. 應用場景

• ?USB高功率外設?：如ADSL調制解調器、數字相機、Zip驅動器、揚聲器等，需要高效穩定的電源管理。
• ?DSP系統?：在需要獨立核心電壓和I/O電壓供電的DSP系統中，TPS2141可以提供靈活的電源解決方案。

4. 功能描述

• ?電源開關?：集成高側N通道MOSFET，支持500mA的連續電流，具有雙電流限制功能，可防止大電容負載導致的電流涌浪。
• ?LDO調節器?：提供可調輸出電壓，滿足不同外設的電源需求，同時保持低壓差和低噪聲特性。
• ?電源良好信號?：為LDO和開關提供電源良好信號，方便系統監控電源狀態。
• ?熱關斷和欠壓鎖定?：在過熱或過壓條件下自動關斷輸出，保護器件和系統安全。

5. 設計指南

• ?外部電容選擇?：推薦在輸入和輸出端使用合適的旁路電容和電解電容，以改善負載瞬態響應和噪聲抑制。
• ?LDO輸出電容?：為確保LDO的穩定性，建議使用至少4.7μF的輸出電容，并滿足特定的ESR要求。
• ?功耗和結溫計算?：提供了功耗和結溫的計算方法，幫助設計者在應用中合理控制器件的溫度。

6. 封裝與尺寸

TPS2141采用14引腳的HTSSOP（PowerPAD）封裝，具體尺寸和封裝信息請參考數據表。