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TUSB2E22: 关于USB 2.0-eUSB2 双路中继器芯片的功耗与发热问题

Ken Li
Part Number: TUSB2E22

我在新设计的产品中使用了TUSB2E22YCGR这颗eUSB2芯片，但在规格书中并没有找到TUSB2E22YCGR的功耗参数。

本以为TUSB2E22YCGR是一颗微功耗IC，在PCB设计中并没有充分考虑到这颗IC的散热问题。

然后在实际使用中发现，TUSB2E22YCGR的发热较为严重，IC表面温度测试达到了70℃，而PCB面积比较小，长宽只有3cm*1.5cm，PCB背面的温度都有60℃左右。

然后测试到1.8V下，TUSB2E22YCGR的工作电流约为80-100mA。

所以希望TI的工程师能告知一下TUSB2E22YCGR这颗IC的实际工作电流和功耗大小。

因为PCB面积较小，这样的发热问题改如何改善？

  • 0
    TI__Guru**** 295050 points

    您好, TUSB2E22 能正常工作吗?

    因为 TUSB2E22 的芯片结温最大能到105度,所以在70度是在正常范围内

    我建议您用热阻theta Ja根据芯片功率,计算下芯片结温,看是否和测试的一致.

    Tj=theta Ja*Pout+TA

    其中Pout等于输出功率+静态功耗

  • 0 回复 Kailyn Chen

    也就是说 TUSB2E22 正常工作时就会有大量发热是吗

     TUSB2E22 能正常工作，但是这个温度确实太高了，不确定长时间工作是否会有风险

  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    您好,  TUSB2E22的dataseet中确实没有关于工作电流的参数可以参考,但是可以看出它的热阻theta Ja的值就比较大,功率每升高1W,温度就上升73.5度. 所以我的建议是测试下它的输出电流,计算输出功率, 然后空载时的静态功耗, 根据Tj=theta Ja*Pout+TA计算下芯片结温,如果测试的结果和根据热阻计算的结果一致,那说明没问题. 

  • 0 回复 Kailyn Chen

    非常感谢您的耐心解答，很有参考价值。

    我这边测到的TUSB2E22YCGR的1.8V电流输出100mA左右，3.3V电流输出是18mA，理论上温升只有16，7度，加上室温25，6度（空调间），IC温度应该只有4，50度才正常，70度的话，确实很不对劲

  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    您好，有没有多测试几片TUSB2E22，结果类似吗？

  • 0 回复 Kailyn Chen

    是的，这一批做的50pcs样板都是这个情况

  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    您好，我看您的问题也在英文E2E上咨询过美国工程师了，他的回复是私发给您测试条件和装置，如果您收到了，可以对比下您的测试条件是否一致。 另外，您是使用的EVM板？　50pcs是demo板吗？在哪里够买的？

  • 0 回复 Kailyn Chen

    我也有向TI的在线客服咨询这个问题，他有在和美国那边反馈，不过英文E2E上我并没有发布问题，我想有可能是客服发布的。我这边使用的我们自己设计的产品样板，并没有购买TI的EVM板。美国那边会发Demo板给我这边测试吗

  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    您好，demo是需要购买的， 那关于TUSB2E22的功耗问题，我这边也再确认一下。

    另外也和您确认一下，这批功耗比较大的TUSB2E22是在哪儿购买的？ 

  • 0 回复 Kailyn Chen
    TUSB2E22是Ti官网购买的。
    我想我确定了导致芯片如此高温的其中一个比较大的原因。
    我把模块上的LDO供电断开，由另一块只有LDO电平转换电路的模块供电，TUSB2E22YCGR的温度果然下降了，在外部供电后，芯片表面的温度只有51℃左右。
    而LDO电源的那块模块板因为LDO的发热，PCB温度在45℃左右。我想应该就是PCB面积太小，散热效果太差，而LDO的发热导致TUSB2E22YCGR周围的温度上升，在加上芯片的热阻造成的温升才使芯片的温度提升到了70℃。
    后续考虑使用DCDC替换LDO，那样就可以减少电平转换过程中损失的0.4W的功耗，减小发热量。
     
    但是关于工作电流方面还是有些疑惑，希望你们可以提供TUSB2E22YCGR规格书上没有的关于各状态下电流和功耗的参数，非常感谢！
  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    好的，关于TUSB2E22的各状态下的电流参数，我这边再去确认一下。 

    如有回复，会立即回复给您。 

  • 0 回复 Kailyn Chen

    好的，期待您的回复，非常感谢

  • 0 回复 Ken Li
    TI__Guru**** 295050 points

    您好，抱歉回复晚了。 关于TUSB2E22的功耗信息，参考如下，可以看到在2 port 高速模式下，1.8V供电的电流大概180mA左右，单port active状态下，1.8V 在90mA左右。

    Power for TUSB2E22:

    3.3V (typical) 1.8V (typical)
    Sleep  150 uA 15 uA
    High Speed - 1 port 18 mA 90 mA
    High Speed - 2 ports 36 mA 180 mA
  • 0 回复 Kailyn Chen

    port1的值和我这边测试到的值差不多，非常感谢您的帮助