前言

TPS2216是TI公司生產(chǎn)的雙槽PCMCIA/CardBus電源控制器，具有兩組可編程電源輸出xVCC(0V，3.3V，5V)和xVPP(0V，3.3V，5V，12V)。xVCC最大電流可達(dá)1A，xVPP最大電流250mA。 TPS2216完全符合PC卡工業(yè)協(xié)會(huì)的電源接口規(guī)范，并有低開(kāi)關(guān)阻抗、短路保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)等特點(diǎn)，休眠狀態(tài)最大靜態(tài)電流消耗只有150mA。適用于便攜式電腦，PDA，數(shù)碼相機(jī)，條碼掃描儀等多種終端設(shè)備。TPS2216采用兩種封裝形式：DB 30引腳封裝和DAP 32引腳封裝。

圖1  TPS2216內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖2  串行接口工作時(shí)序圖

圖3  TPS2216典型應(yīng)用電路

TPS2216

TPS2216的框圖如圖1所示，下面對(duì)其主要組成模塊作一介紹。

數(shù)字開(kāi)關(guān)模塊

TPS2216內(nèi)建數(shù)字開(kāi)關(guān)模塊，通過(guò)可編程邏輯開(kāi)關(guān)組，選擇xVCC和xVPP工作電壓輸出，每組可編程邏輯開(kāi)關(guān)都有電流感測(cè)FET監(jiān)測(cè)xVCC和xVPP的輸出電壓，而電流感應(yīng)FET不像感測(cè)電阻和保險(xiǎn)絲電路那樣增大電源開(kāi)關(guān)的有效阻抗，產(chǎn)生電源損耗和電壓降，充分滿足開(kāi)關(guān)組工作的電壓精度要求。TPS2216有兩種可編程開(kāi)關(guān)狀態(tài)由Mode引腳控制 ：TPS2206開(kāi)關(guān)模式， TPS2216開(kāi)關(guān)模式。

TPS2206開(kāi)關(guān)模式(Mode=Low or NC)，此時(shí)xVCC控制xVPP電壓輸出，電壓邏輯輸出見(jiàn)表1。

TPS2216開(kāi)關(guān)模式(Mode=High)，此時(shí)xVCC， xVPP電壓相互獨(dú)立輸出，電壓邏輯輸出見(jiàn)表2。

數(shù)字開(kāi)關(guān)模塊通過(guò)數(shù)字開(kāi)關(guān)選通3.3V， 5V，12V電壓輸出，每組數(shù)字開(kāi)關(guān)都有過(guò)電流檢測(cè)控制，TPS2216 xVCC的過(guò)電流限制可達(dá)1A~2.2A， xVPP的過(guò)電流限制在250mA~500mA之間。 通過(guò)串口界面DATA， CLOCK，LATCH信號(hào)與PC卡控制器(PCMCIA/CardBus Controller)作數(shù)據(jù)交換，控制可編程邏輯開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)組電源電壓輸出。圖2示出串行接口工作時(shí)序，采用TDS694C型示波器測(cè)量3個(gè)信道信號(hào)：串口數(shù)據(jù)信號(hào)，串口數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)，串口時(shí)鐘信號(hào)的工作時(shí)序。如圖所示，串行數(shù)據(jù)在LATCH信號(hào)上升沿被鎖存。

過(guò)電流保護(hù)模塊

PC卡電源控制器必須有短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等措施以應(yīng)對(duì)PC卡不正常插拔方式帶來(lái)的損害，TPS2216采用雙端過(guò)電流保護(hù)模式，專門(mén)設(shè)計(jì)用于電源開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)有過(guò)電流發(fā)生或輸出短路的情況。當(dāng)有過(guò)電流發(fā)生時(shí)，TPS2216會(huì)通過(guò)OC#引腳向MCU或主控制器發(fā)出過(guò)電流警報(bào)信號(hào)，如果過(guò)電流狀態(tài)持續(xù)發(fā)生，超出IC臨界工作溫度，TPS2216將開(kāi)啟熱保護(hù)電路，關(guān)閉所有輸出電壓，直至IC的溫度降至正常工作范圍。 IC臨界工作溫度根據(jù)下式計(jì)算： 

Tj=(S(RDS(on)×I2)×RqJA)+TA

其中：Tj為IC管芯臨界工作溫度，RDS(on)為開(kāi)關(guān)阻抗，RqJA為功率耗散因數(shù)的倒數(shù)，TA為IC工作環(huán)境溫度

TPS2216典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

TPS2216典型應(yīng)用電路如圖3所示，正常情況下有3組電源輸入：12V， 5V，3.3V， 為克服噪聲干擾，TPS2216對(duì)待三種輸入電源：12V采用1顆10mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容，5V采用1顆33mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容，3.3V采用1顆33mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容濾波，降低電源輸入噪聲。 TPS2216支持2組電源輸出，建議在TPS2216組電源輸出端(xVPP，xVCC)加1顆0.1mF的陶瓷電容以增強(qiáng)IC的抗靜電(ESD)能力。 同時(shí)在布線的時(shí)候應(yīng)注意盡量保持TPS2216與接口插槽的距離限制，避免因TPS2216內(nèi)部數(shù)字開(kāi)關(guān)工作頻率過(guò)高，致使PCB走線上電壓降過(guò)大，產(chǎn)生瞬間大電流，燒毀PC卡等設(shè)備。

結(jié)語(yǔ)

TPS2216極其適合各種配備PCMCIA/CardBus的數(shù)字終端設(shè)備使用，高兼容性的接口規(guī)范、低電壓消耗、高轉(zhuǎn)換精度等特點(diǎn)給整體設(shè)計(jì)工作帶來(lái)極大方便，有效降低成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。