如何设计最完美的USBOTG电源

电子设计 2018-07-12 09:50 次阅读

通用串行总线即“USB”已经流行许久; 起初USB设备便具有主设备和从设备之分:传输的数据来自主设备如电脑,数据传输至从设备如手机、鼠标或键盘。但随着消费电子产品的发展,从智能手机到U盘、从平板电脑到智能手机以及从相机到打印机之间的数据传输需求也随之增加。

USB On-the-Go(OTG)是使设备能够充当主设备或从设备的规范。USB OTG可广泛应用于PC、智能手机、ePOS(电子销售点)和移动电源。主设备或从设备的角色可以根据协议进行改变。数据可从智能手机或相机传输存储到U盘中,当智能手机连接到主设备PC时,智能手机也可以充当从设备。数码相机照片可直接上传至打印机,而无需通过PC传输。数据可在“从设备”之间相互传输。这在我们的日常生活中十分有用。图1所示为市售的USB OTG驱动器和USB OTG连接线。

     

1USB OTG驱动器(左)和USB连接线(右)

OTG功能在便携式设备中非常流行,其中大部分设备由锂离子(Li-ion)电池(2.7V至4V)供电。USB OTG电源需要一个升压转换器(通常为5V)。

随着数据传输速度不断提高,USB Implementers Forum多次更新了电源规格,并于2016年宣布了最新USB OTG设备的USB电源(PD)规范。该USB PD规范规定,5V时的最大电流为3A。TI的TPS61230A高效升压转换器可涵盖此规范的大多数应用。对于大多数便携式设备来说,由于内部空间有限,所以封装尺寸和散热性能就显得至关重要。TPS61230A在尺寸和性能(效率、散热)之间实现了良好平衡,并且满足了锂离子电池USB PD的最大5V/2.4A的功率需求,如图2所示。

2USB OTG Vbus电源框图

TPS61230A基于谷值限流模式控制方案,最小开关电流为4.8A。该器件集成了两个低RDSonFET(18mΩ/高速,21mΩ/低速),这使其具有更高的效率和更良好的热性能。在室温条件下,VIN = 3.6V,VOUT = 5.0V,IOUT = 2.0A时,只能实现25℃的升温,如图3所示。

 

3:热性能和EVM

TPS61230A频率可高达1.15MHz,可适用于小尺寸的电感和电容。TPS61230A 为紧凑型;QFN(四方扁平无引线)2mm×2mm封装只有七个管脚。封装下方的增强型电源总线有助于散热(热电阻为56℃/W,电源总线下方有通孔)。TPS61230A 在电力系统中极易设计,而七个管脚使得印刷电路板(PCB)布局极其简单。

图4所示为不同输入电压的效率曲线。在VOUT = 5V和VIN = 3.6V时,TPS61230A具有3A的出色输出容量;效率可高达94%。 

 

4:测试条件:VOUT = 5VL =1μHXFL4020-102MEB

总之,由于高侧和低侧MOSFET的导通电阻都很低,TPS61230A可使您的设计更加紧凑、更加冷却、更加强大。

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SN74LVC2G125 具有三态输出的双总线缓冲器闸

SN74LVC2G125器件是双总线缓冲器门,设计用于1.65 V至5.5 VVCC操作。该器件具有双路驱动器,具有3态输出。当相关的输出使能(> OE)输入高时,输出被禁用。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的一项重大突破,使用该封装。 为了确保上电或断电期间的高阻态,OE应通过上拉电阻连接到VCC;电阻的最小值由驱动器的电流吸收能力决定。 该器件完全适用于使用Ioff的部分断电应用。 Ioff电路禁用输出,防止电流断电时损坏电流回流。 特性 ESD保护超过JESD 22 2000-V人体模型 1000-V充电 - 设备型号 德州仪器公司提供的NanoFree™封装 支持5-VVCC操作< /li> 输入接受电压至5.5 V 最大tpd为4.3 ns,3.3 V 低功耗,10-μAMax ICC ±24-mA输出驱动3.3 V 典型VOLP(输出接地反弹) &LT; 0.8 V,VCC= 3.3 V,TA= 25°C 典型VOHV(输出V <...

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SN74LVC2G125 具有三态输出的双总线缓冲器闸

SN74LVCZ244A 具有三态输出的八路缓冲器/驱动器

此八进制缓冲器/线路驱动器设计用于2.7 V至3.6 VVCC操作。 SN74LVCZ244A器件由两个4位线路驱动器组成,具有单独的输出使能(> OE)输入。当OE为低时,设备将数据从A输入传递到Y输出。当OE为高电平时,输出处于高阻态。 特性 从2.7 V运行至3.6 V 输入接受电压至5.5 V 最大值pd为5.9 ns,3.3 V 典型VOLP(输出接地反弹) &lt; 0.8 V,VCC= 3.3 V,TA= 25°C 典型VOHV(输出V < sub> OH Undershoot) &gt; 2 V在VCC= 3.3 V,TA= 25°C Ioff支持实时插入,部分-Power- 向下模式和后向驱动保护 在所有端口上支持混合模式信号操作(5 V输入/输出电压 具有3.3 VVCC) 闩锁性能超过100 mA 每JESD 78,Class II 参数 与其它产品相比 同向缓冲器/驱动器   Technology Family VCC (...

发表于 10-09 17:43 6次 阅读
SN74LVCZ244A 具有三态输出的八路缓冲器/驱动器

SN74LVC3G07 具有漏极开路输出的三路缓冲器/驱动器

此三重缓冲器/驱动器设计用于1.65 V至5.5 VVCC操作。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的重大突破,使用裸片作为封装。 SN74LVC3G07的输出为漏极开路,可连接到其他漏极开路输出以实现低电平有效线或或有源高线和功能。最大灌电流为32 mA。 该器件完全适用于使用Ioff的部分断电应用。 Ioff电路禁用输出,防止在断电时损坏通过器件的电流回流。 特性 德州仪器NanoFree软件包中提供 支持5-VVCC操作 3.3 V时最大tpd3.7 ns 低功耗,10-μAMaxICC < li>±24-mA输出驱动,3.3 V 输入和漏极开路输出接受电压高达5.5 V 典型VOLP(输出接地)反弹)&lt; 0.8 V,VCC= 3.3 V,TA= 25° 典型VOHV(输出VOH下冲)> VCC= 3.3 V,TA= 25°C Ioff支持实时插入,部分断电模式和后驱动保护 闩锁性能超过每JESD 78 mA,Class II ESD保护超过JESD 22 2000-V...

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SN74LVC3G07 具有漏极开路输出的三路缓冲器/驱动器

SN74LVC3G34 三路缓冲器

SN74LVC3G34器件是一个三重缓冲器门,设计用于1.65 V至5.5 V VCC操作。 SN74LVC3G34器件在正逻辑中执行布尔函数Y = A. NanoFree封装技术是IC封装概念的一项重大突破,使用芯片作为封装。 此器件为完全指定使用Ioff的部分断电应用。 Ioff电路禁用输出,防止在断电时损坏通过器件的电流回流。 特性 德州仪器公司提供的NanoFree软件包 支持5.5-VVCC操作 输入接受电压至5.5 V 最大tpd4.1 ns,3.3 V 低功耗,10- μA最大ICC ±24-mA输出驱动3.3 V 典型VOLP(输出接地反弹)&lt; ; VCC= 3.3 V,TA= 25°C 典型VOHV(输出V)OHUndershoot)> VCC= 3.3 V,TA= 25° I < > 支持实时插入,部分关机模式和后驱保护 可用作降频转换器,将输入电压从最高5.5 V转换为VCC等级 闩锁性能超过JESD 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 ...

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SN74LVC3G34 三路缓冲器

SN74AUC1G04 单路反向器闸

此单反相器门可在0.8 V至2.7 VVCC下工作,但专为1.65-V而设计1.95-VVCC操作。 SN74AUC1G04执行布尔函数Y =A。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的一项重大突破,使用该封装。 该器件完全适用于部分断电应用,使用Ioff。 Ioff电路禁用输出,防止电源断电时损坏电流回流。 有关AUC Little Logic设备的更多信息,请参阅应用程序德州仪器AUCSub-1-V小型逻辑器件,SCEA027。 特性 闩锁性能超过JESD 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 < li> 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机型(A115-A) 1000-V充电设备型号(C101) 适用于德州仪器NanoFree™封装 针对1.8 V工作进行了优化,并且具有3.6-VI /O容差,支持混合模式信号操作< /li> Ioff支持部分省电模式和后驱动保护 Sub-1-V Operable Max tpd2.2 ns,1.8 V 低功耗,10μA最大...

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SN74AUC1G04 单路反向器闸

SN74AUC1G14 单路施密特触发反向器

此单路施密特触发器逆变器可在0.8V至2.7VVCC下工作,但专为1.65-而设计V至1.95-VVCC操作。 SN74AUC1G14包含一个反相器并执行布尔函数Y =A。该器件作为独立的逆变器工作,但由于施密特,它可能具有不同的输入阈值电平,用于正向(VT +)和负向(VT -信号。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的一项重大突破,使用该封装作为封装。 该器件完全适用于使用I 关。 Ioff电路禁用输出,防止电源关闭时损坏电流回流。 有关AUC Little Logic设备的更多信息,请参阅应用程序德州仪器AUCSub-1-V小型逻辑器件,SCEA027。 特性 闩锁性能超过JESD 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 < li> 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机型(A115-A) 1000-V充电设备型号(C101) 适用于德州仪器NanoFree™封装 针对1.8 V工作进行了优化,并且具有3.6-VI /O容差,支持混合模式信号操作< /li> I...

发表于 10-09 17:12 16次 阅读
SN74AUC1G14 单路施密特触发反向器

SN74AUC1G126 具有三态输出的单路总线缓冲器闸

SN74AUC1G126总线缓冲器专门针对1.65V至1.95VVCC工作范围而特别设计,但可以在0.8V至2.7 VVCC的范围内工作。 SN74AUC1G126器件是一款具有一个三态输出的单通道线路驱动器。当输出使能(OE)输入为低电平时,输出被禁用。 为确保在上电或掉电期间均处于高阻态,应将OE通过下拉电阻连接至GND;该电阻的最小值取决于驱动器的拉电流能力。 /p> NanoFree™封装技术是器件封装概念上的一项重大突破,它将裸片用作封装。 该器件完全适用于使用Ioff的off电路可禁用输出,以防在器件掉电时电流回流对器件造成损坏。 特性 闩锁性能超过100mA,符合JESD 78 II类规范 ESD保护性能超出JESD 22标准 2000V人体放电模型(A114-A) 200V机器模型(A115-A) 1000V充电器件模型(C101) < /li> 采用TI的NanoFree™封装 经优化,可在1.8V电压下运行并可承受3.6VI /O电压,可支持混合模式信号操作 ...

发表于 10-09 16:49 2次 阅读
SN74AUC1G126 具有三态输出的单路总线缓冲器闸

SN74AUC1G17 单路施密特触发缓冲器

此单施密特触发器缓冲器可在0.8 V至2.7 VVCC下工作,但专为1.65-设计V至1.95-VVCC操作。 SN74AUC1G17包含一个缓冲区并执行布尔函数Y = A.该设备作为独立缓冲区运行,但由于施密特动作,它对于正向(VT +)和负向(VT -)信号,可能有不同的输入阈值水平。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的重大突破,使用芯片作为封装。 该器件完全指定用于部分断电应用,使用Ioff。 Ioff电路禁用输出,防止电源关闭时损坏电流回流。 有关AUC Little Logic设备的更多信息,请参阅应用程序德州仪器AUCSub-1-V小型逻辑器件,SCEA027。 特性 闩锁性能超过JESD 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 < li> 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机型(A115-A) 1000-V充电设备型号(C101) 适用于德州仪器NanoFree™封装 针对1.8 V工作进行了优化,并且具有3.6-VI /O容差,支持混合模式信号操作< /li> ...

发表于 10-09 16:48 8次 阅读
SN74AUC1G17 单路施密特触发缓冲器

SN74AUC1G07 具有漏极开路输出的单路缓冲器/驱动器

此单缓冲器/驱动器可在0.8 V至2.7 VVCC下工作,但专为1.65-V设计至1.95-VVCC操作。 SN74AUC1G07的输出为漏极开路,可连接到其他漏极开路输出,以实现低电平有效或高电平有效有线和无功能。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的一项重大突破,使用该封装。 该器件完全适用于部分断电应用usingI 关。 Ioff电路禁用输出,防止电源关闭时损坏电流回流。 有关AUC Little Logic设备的更多信息,请参阅应用程序德州仪器AUCSub-1-V小型逻辑器件,SCEA027。 特性 闩锁性能超过JESD 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 < li> 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机型(A115-A) 1000-V充电设备型号(C101) 适用于德州仪器NanoFree™封装 针对1.8 V工作进行了优化,并且具有3.6-VI /O容差,支持混合模式信号操作< /li> Ioff支持部分省电模式和后驱动保护 Sub-1-V Operab...

发表于 10-09 16:47 6次 阅读
SN74AUC1G07 具有漏极开路输出的单路缓冲器/驱动器

SN74LVC162244A 具有三态输出的 16 位缓冲器/驱动器

该16位缓冲器或驱动器设计用于1.65 V至3.6 V VCC操作。该器件可用作4个4位缓冲区,2个8位缓冲区或1个16位缓冲区。 特性 德州仪器宽带总线系列成员 工作电压范围为1.65 V至3.6 V 输入接受电压至5.5 V 3.3 V时最大tpd4.4 ns 典型VOLP(输出接地反弹) &lt; 0.8 V,VCC= 3.3 V,TA= 25°C 典型VOHV(输出V < sub> OH Undershoot) &gt; 2 V VCC= 3.3 V,TA= 25°C 支持所有端口上的混合模式信号操作(5 -V输入/输出电压,用于3.3VVCC) 输出端口具有等效的26Ω系列电阻,因此无需外部电阻器 我off支持实时插入,部分掉电模式和后驱动保护 闩锁性能超过100 mA每个JESD 78,Class II ESD保护超过JESD 22 2000-V人体模型(A114-A) 1000-V充电设备模型(C101) 参数 与其它产品相比 同向缓冲器/驱动器 ...

发表于 10-09 16:44 23次 阅读
SN74LVC162244A 具有三态输出的 16 位缓冲器/驱动器

CD74AC04 六个反向器

 AC04器件包含六个独立的逆变器。设备执行布尔函数Y = A \。 特性 交流电源类型具有1.5V至5.5V的工作电压和30%电源电压下的均衡噪声抗扰度 双极F,AS和S的速度,显着降低功耗 平衡传播延迟 ±24-mA输出驱动电流扇出至15 F器件 耐SCR闩锁CMOS工艺和电路设计 超过MIL-STD-883的2kV ESD保护,方法3015 参数 与其它产品相比 反向缓冲器/驱动器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Bits (#) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ICC @ Nom Voltage (Max) (mA) tpd @ Nom Voltage (Max) (ns) IOL (Max) (mA) ...

发表于 10-09 16:16 6次 阅读
CD74AC04 六个反向器

SN74AHCT1G125 具有三态输出的单路总线缓冲器闸

SN74AHCT1G125器件是具有3态输出的单总线缓冲栅极/线路驱动器。当输出启用(> OE )输入为高时,输出被禁用。当 OE 为低时,数据从A输入传递到Y输出。 特性 4.5 V至5.5 V的工作范围 最大t pd 为6 ns at at 5 V 低功耗,10-μA最大I CC ±8-mA输出驱动,5 V 输入是否兼容TTL电压 闩锁性能超过250 mA 每JESD 17 参数 与其它产品相比 同向缓冲器/驱动器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Bits (#) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ICC @ Nom Voltage (Max) (mA) tpd @ Nom Voltage (Max) (ns) IOL (Max) (mA) ...

发表于 10-09 16:10 12次 阅读
SN74AHCT1G125 具有三态输出的单路总线缓冲器闸

SN74LVC1G240 具有三态输出的单路反向缓冲器/驱动器

此单缓冲器/驱动器设计用于1.65 V至5.5 VVCC操作。 SN74LVC1G240是一款具有三态输出的单线驱动器。当输出使能(> OE)输入高时,输出被禁用。 NanoFree™封装技术是IC封装的重大突破概念,使用芯片作为封装。 为了确保上电或断电期间的高阻态,OE应该绑定通过上拉电阻到VCC;电阻的最小值由驱动器的电流吸收能力决定。 该器件完全适用于使用Ioff的部分断电应用。 Ioff电路禁用输出,防止在断电时损坏通过器件的电流回流。 特性 德州仪器NanoFree软件包中提供 支持5-VVCC操作 输入接受电压至5.5 V 向VCC提供向下转换 3.7的最大tpdns在3.3 V 低功耗,10-μA最大ICC ±24-mA输出驱动,3.3 V Ioff支持实时插入,部分断电模式和后驱动保护 闩锁性能超过每个JTED 78,Class II 100 mA ESD保护超过JESD 22 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机型...

发表于 10-09 15:57 10次 阅读
SN74LVC1G240 具有三态输出的单路反向缓冲器/驱动器

74ACT11004 六路反向器

该设备包含六个独立的逆变器。它执行布尔函数Y = A \。 74ACT11004的特点是在-40°C至85°C的温度范围内工作。 特性 输入兼容TTL电压 流通式架构优化PCB布局 中心 - 引脚V CC 和GND配置最大限度地降低高速开关噪声 EPIC TM (增强型高性能注入式CMOS)1-um工艺 在125°C时典型的闩锁抗扰度500 mA 封装选项包括塑料小外形(DW),收缩小外形(DB)和薄收缩小外形(PW)封装和标准塑料(N)300密耳DIP EPIC是德州仪器公司的商标。 参数 与其它产品相比 反向缓冲器/驱动器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Bits (#) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ...

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74ACT11004 六路反向器

SN74LVCZ16240A 具有三态输出的 16 位缓冲器/驱动器

这个16位缓冲器/驱动器设计用于2.7 V至3.6 VV CC 操作。 < p> SN74LVCZ16240A专为提高三态存储器地址驱动器,时钟驱动器和面向总线的接收器和发送器的性能和密度而设计。 该器件可用作四个4位缓冲区,两个8位缓冲区或一个16位缓冲区。该器件提供反相输出。 输入可以从3.3 V或5 V器件驱动。此功能允许在混合3.3 V /5 V系统环境中将这些器件用作转换器。 在上电或断电期间,当V CC 介于0和0之间时1.5 V,器件处于高阻态。但是,为了确保1.5 V以上的高阻态,OE \应通过上拉电阻连接到V CC ;电阻的最小值由驱动器的电流吸收能力决定。 该器件完全适用于使用I off 和上电3的热插拔应用-州。 I off 电路禁用输出,防止断电时电流回流通过器件(V CC = 0 V)。上电和断电期间,上电三态电路将输出置于高阻态,从而防止驱动器冲突。 特性 德州仪器广播公司的成员?系列 工作电压范围为2.7 V至3.6 V 输入接受电压至5.5 V 3.3 ns时最大t pd 为4.2 ns V I off 和上电3态支持热插...

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SN74LVCZ16240A 具有三态输出的 16 位缓冲器/驱动器

SN74AUC1G240 具有三态输出的单路缓冲器/驱动器

该总线缓冲器门电路虽然专门针对1.65V至1.95VV CC 工作范围而特别设计,但可以在0.8 V至2.7VV CC 的范围内工作。 SN74AUC1G240是一款具有一个三态输出的单通道线路驱动器。当输出使能( OE )输入为高电平时,输出被停用。 为了确保上电或断电期间的高阻抗状态, OE 应通过一个上拉电阻器连接至V CC ;该电阻器的最小值由驱动器的电流吸收能力来决定。 NanoFree™封装技术是IC封装概念的一项重大突破,它将硅晶片用作封装。 该器件的技术规格针对采用I off 的部分断电应用而全面拟订。我 off 电路负责停用输出,从而可防止破坏性的电流在其断电时通过器件回流。 特性 采用德州仪器的NanoFree封装 专为1.8V工作电压而优化并具有3.6VI /O的电压容忍范围,旨在支持混合模式信号操作 我 off 支持部分断电模式操作 可在低于1V的电压下操作 最大t pd 为2.5ns(在1.8V时) 低功耗:10μA最大I CC ±8mA输出驱动(在1.8V时) ...

发表于 10-09 10:56 2次 阅读
SN74AUC1G240 具有三态输出的单路缓冲器/驱动器