德州仪器TPS2110A/TPS2111A双电源自动切换芯片深度解析

在电子设备的电源设计中，常常需要在多个电源之间进行切换，以确保设备的稳定供电。德州仪器（TI）的TPS2110A和TPS2111A自动切换电源多路复用器，为这一需求提供了出色的解决方案。下面，我们就来详细了解一下这两款芯片。

文件下载：tps2110a.pdf

特性亮点

低导通电阻开关

TPS2110A和TPS2111A是双输入单输出的电源多路复用器，采用了低 (r_{DS(on)}) 开关。TPS2111A的典型导通电阻为84 mΩ，TPS2110A为120 mΩ。低导通电阻意味着在导通状态下，开关的功率损耗更小，能够提高电源的效率。

反向和交叉导通阻断

这两款芯片具备反向和交叉导通阻断功能，能够有效防止电流的反向流动和两个电源之间的交叉导通，提高了电源系统的安全性和稳定性。

宽工作电压范围

它们的工作电压范围为2.8 V至5.5 V，能够适应多种不同的电源供电情况，为设计带来了更大的灵活性。

低功耗设计

低待机电流典型值为0.5 mA，低工作电流典型值为55 mA，有助于降低设备的整体功耗，延长电池续航时间。

可调电流限制

通过连接一个电阻 (R{ILIM}) 到GND，可以分别为TPS2110A和TPS2111A设置电流限制为 (250/R{ILIM}) 和 (500/R_{ILIM})，方便根据实际应用需求进行调整。

受控输出电压过渡时间

能够限制浪涌电流，减少对负载的冲击，同时最小化输出电压保持电容的需求，简化了电源设计。

兼容CMOS和TTL控制输入

支持CMOS和TTL逻辑电平的控制输入，方便与各种微控制器和逻辑电路进行接口。

多种工作模式

具备手动和自动切换两种工作模式，用户可以根据实际需求灵活选择。

热关断保护

当芯片温度过高时，会自动触发热关断保护，防止芯片因过热而损坏，提高了芯片的可靠性。

封装形式

采用TSSOP - 8封装，体积小巧，适合在空间有限的电路板上使用。

应用领域

TPS2110A和TPS2111A适用于多种电子设备，如PC、PDA、数码相机、调制解调器、手机、数字收音机和MP3播放器等。这些设备通常需要在电池和外部电源之间进行切换，而这两款芯片正好能够满足这一需求。

详细参数解析

绝对最大额定值

参数	TPS2110A	TPS2111A	单位
输入电压范围（IN1、IN2、D0、D1、VSNS、ILIM）	-0.3 to 6	-0.3 to 6	V
输出电压范围	-0.3 to 6	-0.3 to 6	V
连续输出电流	0.9	1.5	A
连续总功耗	见功耗评级表	见功耗评级表
工作虚拟结温范围	内部限制	内部限制
ESD（人体模型）	2	2	kV
ESD（充电设备模型）	500	500	V

推荐工作条件

参数	TPS2110A	TPS2111A	单位
输入电压（IN1）	1.5 - 5.5（根据IN2电压）	1.5 - 5.5（根据IN2电压）	V
输入电压（IN2）	1.5 - 5.5（根据IN1电压）	1.5 - 5.5（根据IN1电压）	V
输入电压（D0、D1、VSNS）	0 - 5.5	0 - 5.5	V
电流限制调整范围	0.31 - 0.75	0.63 - 1.25	A
工作虚拟结温	-40 - 125	-40 - 125	°C

电气特性

功率开关

在推荐的工作结温下，当 (V{I(IN 1)}=V{I(IN 2)}=5.5 V) 且 (R_{ILIM }=400 Omega) 时，TPS2110A的典型导通电阻为120 mΩ，TPS2111A为84 mΩ。随着温度的升高，导通电阻会相应增加。

逻辑输入

高电平输入电压 (V{IH}) 典型值为2 V，低电平输入电压 (V{IL}) 最大为0.7 V。

电源和泄漏电流

不同工作模式下，芯片的电源电流和泄漏电流有所不同。例如，在IN1激活时，工作电流典型值为55 mA；在待机状态下，静态电流典型值为0.5 mA。

电流限制电路

通过调整 (R_{ILIM}) 的阻值，可以设置不同的电流限制。TPS2110A的电流限制精度在0.30 - 0.80 A之间，TPS2111A在0.47 - 1.56 A之间。

其他特性

还包括VSNS比较器、UVLO（欠压锁定）、反向导通阻断、热关断等特性，这些特性共同保证了芯片的稳定工作。

工作模式

自动切换模式

当D0为逻辑'1'且D1为逻辑'0'时，芯片进入自动切换模式。在这种模式下，如果 (V_{I(VSNS)}) 大于0.8 V，OUT连接到IN1；否则，OUT连接到IN1和IN2中电压较高的那个。VSNS终端具有3.75% - 7.5%的迟滞，可避免因电阻压降导致的频繁切换。

手动切换模式

当D0为逻辑'0'时，芯片进入手动切换模式。在这种模式下，如果D1为逻辑'1'，OUT连接到IN1；否则，OUT连接到IN2。

典型应用电路

自动选择双电源应用

在一些应用中，希望优先使用一个电源，直到该电源电压低于指定值时，再切换到另一个电源。通过合理连接TPS2110A/TPS2111A和相关电阻、电容，可以实现这一功能。

手动切换电源

通过EN1逻辑信号控制芯片，可以手动选择将OUT连接到IN1或IN2。这种方式适用于需要人工干预电源切换的场景。

总结

TPS2110A和TPS2111A是两款功能强大的电源多路复用器，具有低导通电阻、宽工作电压范围、多种保护功能等优点。在设计电子设备的电源切换电路时，它们能够提供稳定、可靠的解决方案。电子工程师们在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的芯片，并合理设计外围电路，以实现最佳的性能。你在使用类似电源切换芯片时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。