ZHCADB8B December   2022  – November 2024 TPS25762-Q1 , TPS25763-Q1 , TPS25772-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 术语和缩写
  5. 2 SPM 引擎概述
  6. 3多端口功率分配策略
    1. 3.1 保证容量策略
    2. 3.2 共享容量策略
      1. 3.2.1 公平共享功率策略
        1. 3.2.1.1 盲受电方支持
    3. 3.3 混合模式
  7. 4功率折返策略
    1. 4.1 热折返操作
    2. 4.2 引擎开启/关闭转换管理
      1. 4.2.1 引擎开启/关闭功率折返操作示例
  8. 5多端口功率分配策略示例
    1. 5.1 保证容量策略示例
    2. 5.2 公平共享功率策略示例
      1. 5.2.1 FSP 策略示例 – 盲受电方支持
      2. 5.2.2 FSP 策略示例 – 盲受电方支持和最大功率
    3. 5.3 混合模式示例
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

4.1 热折返操作

TPS257xx-Q1 PD 控制器使用外部热敏电阻或 I2C 温度传感器来监测系统温度。根据可配置的温度阈值，SPM 可以在温度升高时减小 USB 端口功率。根据热敏电阻/温度传感器的反馈，SPM 会进入或退出适当的热阶段，并与连接的端口伙伴重新协商合约，以便帮助提高系统的热性能。

在同时使用外部热敏电阻和 I2C 温度传感器的系统中，SPM 从每个器件收集热相值，然后使用最高阶段参数来使所有端口进入适当的电源模式。每个温度检测器件各个热阶段的温度阈值可以变化。这是为了适应温度变化，而温度变化取决于热敏电阻/温度传感器、USB PD 控制器的放置以及其他温度相关的物理属性。

根据 TPS257xx-Q1 的 NTC 引脚输入上检测到的电压电平或 I2C 温度传感器的读数，存在三个默认热阶段，但可以使用 GUI 添加三个额外的热阶段，总共六个。GUI 还用于配置每个阶段的电压阈值和最大功率。图 4-1 展示了三个热阶段配置的 NTC 输入电压阈值，其中 Phase3 表示最高温度时的最差情况。

NTC 输入电压阈值和热阶段图 4-1 NTC 输入电压阈值和热阶段

NTC 引脚上的电压上升或下降分别表示系统温度的上升或下降。要在 TPS25772-Q1 NTC 引脚上实现正温度斜率，热敏电阻网络应连接到 LDO_3V3，如图 4-2 所示。器件固件会监测 NTC 引脚上的电压电平，然后根据配置的值进入或退出热阶段。有关 NTC 输入的更多信息，请参阅特定于器件的数据表。

热敏电阻实现选项图 4-2 热敏电阻实现选项

表 4-1 展示了通过 GUI 配置的热阶段参数。

表 4-1 热阶段参数
热阶段参数 说明
Phasen Vth_R(1) 热阶段 Phasen 进入阈值。检测到上升沿高于此电压阈值时，器件会进入热阶段 Phasen。
Phasen Vth_F(1) 热阶段 Phasen 退出阈值。检测到下降沿低于此电压阈值时，器件会退出热阶段 Phasen。
Phasen Max Power(1) 热阶段 Phasen 的最大总功率。在器件进入热阶段 Phasen 后，SPM 使用热阶段 Phasen 最大功率来执行端口功率管理操作。
(1) n 范围为 1 至 6。默认存在三个热阶段，并且可以另外使用 GUI 添加最多三个阶段。

图 4-3 展示了“Advanced Configuration”视图中的 GUI 条目示例，其中 No. of Phases 配置为 6。

热折返 GUI 条目示例图 4-3 热折返 GUI 条目示例

热阶段参数必须按照下述规则进行配置：

  • 热阶段 Phase6 功率 (W)<=热阶段 Phase5 功率 (W)<=热阶段 Phase4 功率 (W)<=热阶段 Phase3 功率 (W)<=热阶段 Phase2 功率 (W)<=热阶段 Phase1 功率 (W)
  • Phasen_Vth_R (V) > Phasen_Vth_F (V)

对于 TPS2577x-Q1，如果任何阶段的 Total Max W 小于 SUM（端口最小功率），但高于端口 A 最小功率，则在进入相应阶段时仅启用端口 A。对于 TPS2576x-Q1 或 TPS2577x-Q1，如果任何阶段的 Total Max W 小于端口 A 最小功率，则在进入相应阶段时将完全禁用 VBUS (0V)。例如，如果 Phase6 最大功率 = 4.5W，而端口 A 最小功率 = 15W，则在进入 Phase6 时将禁用 VBUS。

TPS257xx-Q1 设计用于与 LM75 型温度传感器配合使用：TMP75-Q1。SPM 以配置的间隔轮询 I2C 传感器 ADC 寄存器，其中默认的典型轮询间隔值为 250ms。温度传感器的 ADC 读数转换为 1°C 分辨率。

图 4-4 展示了热敏电阻和 I2C 温度传感器与 TPS257xx-Q1 的连接。

I2C 温度传感器和热敏电阻配置示例图 4-4 I2C 温度传感器和热敏电阻配置示例

TPS257xx-Q1 支持在一个系统中使用多个热检测器件。可以按图 4-4 中所示连接和监控热敏电阻和 I2C 温度传感器。NTC 阶段和 I2C 温度阶段阈值可以单独配置。热敏电阻阶段阈值以电压形式配置，而 I2C 温度传感器阶段阈值以摄氏度形式配置。SPM 选择热敏电阻和 I2C 温度热阶段的最差值，然后根据最差阶段配置采取措施来降低功率。

表 4-2 和表 4-3 展示了以下示例场景中的三相 NTC 热敏电阻和 I2C 温度传感器参数。请注意，温度阈值和阶段的 Total Max Power 可以彼此独立配置。

表 4-2 NTC 热敏电阻阶段配置值
Vth 相关温度 总最大功率
NTC Phase1 Vth_F 0.83V 65°C 45W
NTC Phase1 Vth_R 1.1V 70°C
NTC Phase2 Vth_F 1.2V 78°C 30W
NTC Phase2 Vth_R 1.4V 90°C
NTC Phase3 Vth_F 1.5V 95°C 7.5W
NTC Phase3 Vth_R 1.7V 105°C
表 4-3 I2C 温度传感器阶段配置值
温度 总最大功率
I2C 温度传感器 Phase1 F 42°C 45W
I2C 温度传感器 Phase1 R 45°C
I2C 温度传感器 Phase2 F 49°C 30W
I2C 温度传感器 Phase2 R 53°C
I2C 温度传感器 Phase3 F 59°C 15W
I2C 温度传感器 Phase3 R 64°C

以下是热折返的两个示例，其中 NTC 和 I2C 温度传感器的读数稳定增加并超过其上升阈值。

情形 1：NTC 热敏电阻 Vth 读数 = 1.3V（约 85°C），I2C 温度传感器温度读数 = 63°C。

根据表 4-2 和表 4-3 所示的配置，NTC 读数表示热敏电阻处于 Phase1，而 I2C 温度传感器处于 Phase2。SPM 使用 I2C 温度 Phase2 作为较差阶段，然后根据 I2C 温度传感器 Phase2 配置（即 30W）降低功率。

情形 2：NTC 阶段 Vth 读数 = 1.72V（约 106°C），I2C 温度传感器温度读数 = 65°C。

根据表 4-2 和表 4-3 所示的配置，NTC 和 I2C 传感器读数都处于 Phase3。NTC 热敏电阻的 Phase3 功率配置为 7.5W，而 I2C 温度传感器的功率为 15W。SPM 采用两者中的较低者，将功率降低至 7.5W。