ZHCAC97 February   2022 TPS25947

 

  1. 1应用简报

1 应用简报

USB 2.0 和 USB 3.1 电源端口传统上受限流电源开关的保护。此类器件还可包含短路和反向电流/电压保护。德州仪器 (TI) 拥有各种可提供这种保护的固定和可调电流限制电源开关，例如 TPS25221。

GUID-B6582F97-084F-4A41-906B-AD72831C3B14-low.gif图 1 作为 USB 电源开关的典型应用

最近出台了 IEC62368-3 通过通信电缆和端口进行直流电传输的安全标准。该标准规定，在具有固定单输出电压的 PSE 中的单一故障条件下，PSE 的输出不得超过标称额定输出电压的 130%。

在实践中，这意味着如果上游稳压器发生故障并向 USB 电源开关施加更高的电压，输出不得超过 6.5V。大多数传统 USB 电源开关的额定电压为 5V，绝对最大额定电压范围为 6V。如果上游故障对 USB 开关施加 12V 电压，则可能会发生故障，且无法保证将 12V 电压应用于输出端口时不会发生短路。

为了满足 IEC62368-3 要求，需要使用不同类型的电源开关器件。TPS259472 是一款 28mΩ 电子保险丝，具有可调节电流限制，可设定在 0.5A 至 6A 范围内。该器件采用微型 2mm x 2mm QFN 封装，额定工作电压范围为 2.7V 至 23V。此外，该器件还具有引脚可选 5.7V 输出过压钳位选项。在这种情况下，如果单个故障条件向电源开关施加高达 23V 的电压，则输出钳位会确保 PSE 的输出继续满足 IEC62368-3 要求，如图 1-2 所示。

GUID-20220128-SS0I-MJSK-NBXZ-GS19MRB3KD7W-low.gif图 2 输出过压钳位响应

图 1-3 显示了简化应用电路。TPS563202 降压转换器会生成一个 5V 电源轨，由 TPS259472 传送至 USB 端口。如果直流/直流转换器电路发生故障，允许将 12V 电压施加到 TPS259472 的输入端，电阻器会将过压钳位 (OVC) 设置为 5.7V，确保输出电压不会超过其标称值的 130%，以符合 IEC62368-3 标准。

GUID-20220203-SS0I-FPH9-DGPC-WVC88ZKF3FZX-low.png图 3 满足 IEC62368-3 且具有 OVC 的简化版 USB 2.0 和 3.1 电路

TPS25947x CB 测试证书 IEC62368-1 可在 TPS259472 产品页面的技术文档部分中找到。

IEC62368-3 是一种系统级认证标准，无法在器件级获得。但是，TPS259472 已成功通过测试，符合 IEC62368-3 的要求。完整的 IEC62368-3 测试报告只能根据保密协议共享。请使用 TI E2E™ 设计支持论坛请求获取此测试报告。