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[参考译文] TPS2121:USB 浪涌保护

Guru**** 2420040 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2121, TPS22916, TPS56C230, TPS62825

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/818180/tps2121-usb-inrush-protection

器件型号:TPS2121
主题中讨论的其他器件: TPS22916TPS56C230TPS62825

尊敬的*:

我们希望在器件可由外部5V 或 USB 5V 供电的设计中使用 TPS2121,ILIM 将设置为3A。

我们的器件是一款仅支持 USB 的器件(Type-C UFP)。

正如我们所知、我们必须在 USB VBUS 引脚上设置压摆率限制器、因为电容为1uF 至10uF。

目前我们有 VBUS 连接器引脚-> 1uF 电容器-> TPS22916RMB FP (作为转换速率限制器)->在开关 TPS22916RMB FP 的输出中,我们有100uF ELCO 电容器。

1)

在新设计中,我们希望使用 TPS2121进行电源多路复用,但 TPDS2121也具有 SS 功能,该功能是否可以替代 TPS22916RMB FP?

2)  

我们能否在 TPS2121的输入端仅放置一个1uF 至10uF 的电容器、这就足够了(最大电流3A)?  

我们可以在输出端放置100uF 或更大的电容吗?

此致、

David。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 D_ZERO:  

    感谢您与 E2E 联系!

    请在下面找到您的问题的答案:

    1:是的、TPS2121具有软启动(压摆率)功能。 根据所需的压摆率、您无需将 TPS22916添加到电路中。  

    2:在没有任何输入电压下降的情况下、很难确定1uF - 10uF 是否足以提供3A 电流。 这将取决于 PSU 的强度、而 PSU 较弱、可能无法处理突然的浪涌电流。 关于100uF 输出电容、这还取决于您的负载条件以及系统可以承受的 VOUT 骤降量。 COUT 越大、VOUT 下降越低、浪涌电流越大、而 COUT 越小、浪涌电流就越小、但 VOUT 下降也越大。

    如果可能、我建议订购 TPS2121EVM 以对此配置进行原型设计。 您可以使用上游 PSU 测试配置并调整输入/输出电容、以确定浪涌/骤降是否可接受。

    如果您有任何疑问、请告诉我!

    谢谢、

    黄亚瑟

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Arthur:

    感谢您的回答、我们将订购演示、但我还有其他几个问题:

    1)这里是我不带 Cin 和 Cout 的电流原理图

    Cout 上有1x100uF 铝盖和~10x10uF 陶瓷。

    5V_SYS 连接到4个 TI TPS62825DMQ 和1个 TPS56C230

    3A 是最大电流限制。

    a)如果我们想要无缝转换并为 IN1指定优先级、则必须对 CP2进行评估、然后对 VREF 1.06V (V_VBUS/2 = 2.5V、10K/10k)进行评估、并且 PR1可以直接连接到 IN1 (通过10k)?

    b)当 VREF=1.06V 时过压保护被设定为6V、 TPS62825DMQ 绝对最大输入电压为6V、 这是否正常? 或者、我们应该使用44k2、以便当 VREF 上升1.1V 时电压为6V?

    C)请您解释第6页的 ILM 表、 为什么对于所选的 Rilim、Iout 限制±500mA 存在很大差异?

    选择 Rilm 为3A 限值(3A 是最大工作限值)的正确方法是什么? 我们是否需要选择一个涵盖最大限制+浪涌电流的电阻器?

    d)关于浪涌电流和吨时间计算、

    我查看了 DS 上的计算结果、但对我来说并不是很清楚。

    我的注意是将浪涌电流限制在100mA 到500mA?

    如果我计算 SR=Iinrush /CL、让我们对负载使用200uF、对100mA 浪涌使用100mA -> SR=100mA/200uF = 500V/s

    因此、对于第13页的表1、我可以为该场景选择 CSS、范围为470nF 至1uF 、这是正确的吗?

    -现在如何计算以 ms 为单位的吨或软启动?

    -我可以为此配置计算大约最小 Cin 吗? 我想、当发生转换时、我可以将电压降至4V、因为系统中的最大电压为3V3。

    此外、我认为压降对于我们的系统而言并不重要、因为我们使用了我们的系统:

    -仅连接 USB 电缆,不会发生转换

    -仅连接外部5V 电压、 不会发生转换

    -在上电时连接的两根电缆、外部 IN1优先级、如果交流适配器发生故障、则可能会发生转换(这种情况很少见、如果 USB 为2.0、则没有足够的电流为器件供电、而不是实际情况)

    -USB 连接并引导设备,然后提供额外的外部电源,转换会发生,但在这里我们可以有更大的 Cin 值,对 USB 规范没有限制。

    此致、

    David。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嗨、David、  

    请在下面找到您的问题的答案:

    a)如果我们想要无缝转换并为 IN1指定优先级、则必须对 CP2进行评估、然后对 VREF 1.06V (V_VBUS/2 = 2.5V、10K/10k)进行评估、并且 PR1可以直接连接到 IN1 (通过10k)?

    [AH]:正确、对于"快速切换"、您需要连接大于 VREF 的 CP2、并且可以使 PR1直接连接到 IN1。

    b)当 VREF=1.06V 时过压保护被设定为6V、 TPS62825DMQ 绝对最大输入电压为6V、 这是否正常? 或者、我们应该使用44k2、以便当 VREF 上升1.1V 时电压为6V?

    [AH]:我不熟悉 TPS62825器件、因此我无法肯定哪一款更好。 但是、只要您处于器件的绝对最大额定值范围内、就可以了。 当引脚电压超过 VREF 时、您可以将 OVx 设置为6V、正确。  

    C)请您解释第6页的 ILM 表、 为什么对于所选的 Rilim、Iout 限制±500mA 存在很大差异?

    选择 Rilm 为3A 限值(3A 是最大工作限值)的正确方法是什么? 我们是否需要选择一个涵盖最大限制+浪涌电流的电阻器?

    [AH]:ILM 引脚在电流限制中具有内置迟滞(±500mA)。 正如您提到的、这有助于涵盖浪涌电流+正常运行条件。 当您选择 RLIM 电阻器时、它将需要涵盖最大电流限制和浪涌电流。 有关更多详细信息、请参阅 D):

    d)关于浪涌电流和吨时间计算、

    我查看了 DS 上的计算结果、但对我来说并不是很清楚。

    我的注意是将浪涌电流限制在100mA 到500mA?

    如果我计算 SR=Iinrush /CL、让我们对负载使用200uF、对100mA 浪涌使用100mA -> SR=100mA/200uF = 500V/s

    因此、对于第13页的表1、我可以为该场景选择 CSS、范围为470nF 至1uF 、这是正确的吗?

    [AH]: 根据您的要求、计算结果看起来正确。 为了实现~500V/s 的压摆率、470nF 电容将是合适的选择。

    -现在如何计算以 ms 为单位的吨或软启动?

    [AH]: 由于压摆率仅为伏/秒、因此您已经拥有器件的上升时间。 由于我们选择了500V/S 并且我们以5V 运行、因此上升时间大约为10ms。

    -我可以为此配置计算大约最小 Cin 吗? 我想、当发生转换时、我可以将电压降至4V、因为系统中的最大电压为3V3。

    [AH]: 再说一次、我无法肯定地说 CIN 计算。 如果 PSU 较弱、则在输入之间转换期间、输入电压可能会进一步下降。 作为一般建议、我将从两个输入上的10uF 开始、然后使用演示板通过上游电源调整输入电容。  

    谢谢、

    黄亚瑟

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Arthur:

    感谢您的支持。 关于 Rilm 的一个问题。

    如果我们可以在某个点获得3A 的负载电流、并且我们将浪涌设置为100mA、那么我们是否将电流限制 ILM 设置为:?

    a) 3A (负载)+ 0.1A (浪涌)= 3.1A -> RLIM=34k

    b) 3A (负载)+ 0.1A (浪涌)+ 0.5A (迟滞)= 3.6A -> RLIM=28k5

    此致、

    David。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 David:  

    我建议将器件设置为第二个设置(3.6A)。 这将为您提供迟滞+浪涌电流的空间。

    谢谢、

    Arthur