TPS2140/41/50/51 是兼容 USB 1.0 和 2.0 規范的 IC，包含一個雙限流電源開關和一個可調節的低壓差穩壓器 （LDO）。開關和 LDO 都通過控制導通轉換速率來限制浪涌電流。該開關獨特的雙限流功能允許 USB 外設在開關輸出端利用高值電容，同時保持較低的浪涌電流。在導通期間，開關將輸送到電容負載的電流限制在 100 mA 以下。當開關的輸出電壓達到輸入電壓的 93% 左右時，開關電源良好輸出變為高電平，開關電流限制增加到 800mA（最小值），此時可以打開更高電流的負載。較高的電流限制提供短路保護，同時允許外設從 USB 總線吸收最大電流。
*附件：tps2140.pdf

開關和 LDO 獨立工作，為需要獨立內核和 I/O 電壓的 DSP 應用提供靈活性。例如，在由 3.3 V 電源軌工作的 DSP 應用中，LDO 可以為低至 0.9 V 的 DSP 內核電壓供電，而開關則為 3.3 V（典型值）DSP I/O 電源供電。如果需要電源排序，可以使用 LDO 電源良好輸出來啟用開關。

特性

• 面向 USB 高功率外設的完整電源管理解決方案
• 具有使能和 325 mA（典型值）電流限制的 250 mA 低壓差穩壓器 （LDO）
• LDO 支持 2.7 V 至 5.5 V在和 0.9 V 至 3.3 V 可調 V外
• 40 m（典型值）高側 MOSFET，具有雙電流限制
• LDO 和開關的欠壓鎖定和電源正常
• CMOS 和 TTL 兼容使能輸入
• 85 μA（典型值）電源電流
• 5 μA（典型值）待機電源電流
• 采用 14 引腳 HTSSOP 封裝 （PowerPAD?）
• –40°C 至 85°C 環境溫度范圍
• 具有 3.3V 開關和 5V 開關的 TPS2148/58 3.3V LDO 的替代
• 應用
  • 高功率 USB? 外設
    • ADSL 調制解調器
    • 數碼相機和 PC 相機
    • Zip 驅動器
    • 揚聲器
  • DSP 排序

參數

1. 產品概述

TPS2140是一款集成了雙電流限制功率開關和可調低壓差線性穩壓器（LDO）的IC，專為USB高功率外設的電源管理設計。該器件支持USB 1.0和2.0規范，提供完整的電源管理解決方案。

2. 主要特性

• ?雙電流限制開關?：初始限制電流為100mA，當輸出電壓達到輸入電壓的93%時，電流限制增加到800mA（最小），提供短路保護。
• ?可調LDO?：支持2.7V至5.5V的輸入電壓，輸出電壓可調范圍為0.9V至3.3V，最大輸出電流為250mA。
• ?低壓差特性?：LDO的最大壓差電壓為0.5V。
• ?欠壓鎖定和電源良好信號?：為LDO和開關提供欠壓鎖定和電源良好信號，確保穩定可靠的電源供應。
• ?CMOS和TTL兼容使能輸入?：提供靈活的使能控制。
• ?低功耗?：典型工作電流為85μA，待機電流為5μA。
• ?寬溫度范圍?：-40°C至+85°C的工作溫度范圍。

3. 封裝與尺寸

TPS2140采用14引腳的HTSSOP（PowerPAD）封裝，具體尺寸信息請參考數據表。

4. 功能描述

• ?電源開關?：集成N通道MOSFET，具有高側開關配置，支持500mA的連續電流。
• ?雙電流限制?：在開關啟動時限制電流，防止大電容負載導致的電流涌浪；當輸出電壓穩定后，增加電流限制，允許更高負載電流。
• ?LDO調節器?：提供可調輸出電壓，滿足不同外設的電源需求。
• ?保護功能?：包括過流保護、熱關斷保護和欠壓鎖定，確保器件在異常條件下不會損壞。

5. 應用場景

• ?USB高功率外設?：如ADSL調制解調器、數字相機、Zip驅動器、揚聲器等。
• ?DSP序列應用?：需要獨立的核心和I/O電壓供電的DSP應用。

6. 設計指南

• ?外部電容要求?：推薦在輸入和輸出端使用旁路電容和電解電容，以改善負載瞬態響應和噪聲抑制。
• ?LDO輸出電容?：要求使用至少4.7μF的輸出電容，以確保LDO的穩定性。
• ?過流保護?：詳細描述了過流條件下的設備行為，包括三種可能的過載情況。
• ?熱保護和功耗計算?：提供了功耗和結溫計算的方法，以及熱保護機制的工作原理。