কোম্পানির ব্লগ সম্পর্কে T

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. TI TPS2553 2.5V থেকে 6.5V 85mΩ উচ্চ-নির্ভুলতা সামঞ্জস্যযোগ্য বর্তমান-সীমাবদ্ধ USB পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সুইচ সরবরাহ করে।

I. TPS2553 এর ওভারভিউ
TPS2553 হল একটি হাই-সাইড এন-চ্যানেল MOSFET-ভিত্তিক, উচ্চ-নির্ভুলতা, TI থেকে সামঞ্জস্যযোগ্য কারেন্ট-লিমিটিং পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সুইচ। এটি বিশেষভাবে ইউএসবি পোর্ট পাওয়ার সাপ্লাই, উচ্চ-ক্যাপাসিট্যান্স লোড এবং শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সক্ষম পিনটি সক্রিয়-উচ্চ, এবং এতে অন্তর্নির্মিত বিপরীত ব্লক করার ক্ষমতা রয়েছে। এটি 2.5V থেকে 6.5V ভোল্টেজ পরিসরের মধ্যে কাজ করে, যার একটি সাধারণ অন-প্রতিরোধ 85 mΩ। এটি ইউএসবি হাব এবং এমবেডেড ডিভাইসগুলিতে পাওয়ার চ্যানেল পরিচালনার জন্য একটি ক্লাসিক লোড সুইচ সমাধান।

TPS2553 ILIM পিনের সাথে সংযুক্ত একটি একক বাহ্যিক প্রতিরোধকের মাধ্যমে প্রোগ্রামযোগ্য বর্তমান-সীমাবদ্ধ থ্রেশহোল্ডগুলি সক্ষম করে, যার একটি সাধারণ বর্তমান-সীমাবদ্ধ পরিসীমা 75 mA থেকে 1.7 A এবং সর্বাধিক ক্রমাগত লোড ক্ষমতা 1.5 A; উচ্চ-কারেন্ট মোডে, পোর্ট কারেন্ট সীমিত করার জন্য ইউএসবি পাওয়ার স্পেসিফিকেশনের কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, বর্তমান-সীমিত নির্ভুলতা ±6 শতাংশে পৌঁছায়। এটি সফ্ট-স্টার্ট, ওভারকারেন্ট, অতিরিক্ত তাপমাত্রা এবং রিভার্স ভোল্টেজ সুরক্ষা অন্তর্ভুক্ত করে, দ্রুত পাওয়ার সাপ্লাই অসঙ্গতিগুলিকে সংকেত দেওয়ার জন্য একটি ত্রুটি আউটপুট সহ।

২. TPS2553 এর মূল বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলির বিশ্লেষণ
1. ইনপুট ভোল্টেজ VIN: 2.5 V থেকে 6.5 V
ইউএসবি 5 ভি পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমগুলিকে কভার করে যখন 3.3 ভি অক্সিলিয়ারি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, এটি এমবেডেড মাদারবোর্ড, সেট-টপ বক্স, ইন্ডাস্ট্রিয়াল পেরিফেরাল এবং ডিজিটাল টেলিভিশনের মতো নন-5 ভি পাওয়ার ডোমেনে পোর্ট পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
2. অন-রেজিস্ট্যান্স Rds(চালু): সাধারণত 85 mΩ (DBV প্যাকেজ)
85 mΩ এর একটি কম অন-প্রতিরোধের সাথে, 1 A এর আউটপুট কারেন্টে চ্যানেল ভোল্টেজ ড্রপ আনুমানিক 85 mV হয়, যার ফলে 0.085 W এর শক্তি অপচয় হয় এবং সর্বনিম্ন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, এটি লোডের অধীনে দীর্ঘমেয়াদী অপারেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে; কম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ইউএসবি পোর্ট জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপকে হ্রাস করে, পেরিফেরাল ডিভাইসগুলিতে একটি স্থিতিশীল সরবরাহ ভোল্টেজ নিশ্চিত করে।
3. সামঞ্জস্যযোগ্য বর্তমান সীমা পরিসর: 75 mA থেকে 1,700 mA (সাধারণ)
বর্তমান সীমা বিন্দুটি ILIM পিনের সাথে সংযুক্ত একটি বাহ্যিক নির্ভুল প্রতিরোধক (RILIM) এর মাধ্যমে সেট করা হয়েছে; একটি 1% নির্ভুল ধাতু-ফিল্ম প্রতিরোধক উচ্চ-নির্ভুল বর্তমান সীমাবদ্ধতা অর্জনের জন্য যথেষ্ট; বর্তমান সীমিত নির্ভুলতা সাধারণত 1.7A সেটিং এ ±6% এবং 1A সেটিং এ ±7.5% হয়। ফিক্সড কারেন্ট লিমিটিং সহ স্ট্যান্ডার্ড ইউএসবি সুইচের তুলনায়, এই ডিভাইসটি নমনীয় কারেন্ট লিমিটিং সেটিংস অফার করে, যা বিভিন্ন USB 2.0 এবং USB 3.x পোর্টের পাওয়ার স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী থ্রেশহোল্ডগুলিকে কাস্টমাইজ করার অনুমতি দেয়।
4. বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন
একটি অন্তর্নির্মিত চার্জ পাম্প N-MOSFET চালনা করে, নিয়ন্ত্রিত ক্রমবর্ধমান এবং পতনের প্রান্তগুলি সহ; সফ্ট-স্টার্ট ফাংশন পাওয়ার-আপের সময় ইনরাশ কারেন্টকে দমন করে, এটি উচ্চ-ক্যাপাসিট্যান্স আউটপুট লোডের জন্য উপযুক্ত করে তোলে; ওভারকারেন্ট প্রতিক্রিয়া সাধারণত 2 μs হয় এবং একটি শর্ট সার্কিটের ক্ষেত্রে, আপস্ট্রিম পাওয়ার সাপ্লাই ব্যর্থ হওয়া থেকে রোধ করতে ডিভাইসটি দ্রুত ধ্রুবক-কারেন্ট সীমাবদ্ধতায় প্রবেশ করে।
5. তাপমাত্রা পরিসীমা: -40°C থেকে +125°C
একটি বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা সহ, এটি ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স এবং শিল্প সরঞ্জাম উভয়ের জন্য উপযুক্ত; TPS2553-Q1 সংস্করণটি স্বয়ংচালিত-গ্রেড এবং যানবাহন USB অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

III. TPS2553 এর অভ্যন্তরীণ আর্কিটেকচার এবং অপারেটিং নীতি
TPS2553 একটি চার্জ পাম্প, একটি হাই-সাইড N-MOS পাওয়ার ট্রানজিস্টর, একটি কারেন্ট সেন্স লুপ, একটি ILIM কারেন্ট-লিমিটিং রেফারেন্স, একটি ফল্ট তুলনাকারী, একটি তাপ সুরক্ষা মডিউল এবং একটি ফল্ট ওপেন-ড্রেন আউটপুটকে একীভূত করে।

1. স্বাভাবিক অন-স্টেট মোড
যখন EN পিন উচ্চ স্তরে থাকে, তখন চিপের অভ্যন্তরীণ চার্জ পাম্প MOSFET গেট ভোল্টেজ বাড়ায়; N-MOSFET সম্পূর্ণরূপে চালু আছে, যাতে VIN সরাসরি VOUT-এ যেতে পারে। লোড সরবরাহ করার জন্য পাওয়ার ট্রানজিস্টরের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়; এই মুহুর্তে, ডিভাইসটি অন-স্টেট ক্ষতির মাত্র 85 mΩ বহন করে।
2. কনস্ট্যান্ট-কারেন্ট লিমিটিং অপারেটিং মেকানিজম (TPS2553)
যখন লোড কারেন্ট RILIM সেট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে, তখন অভ্যন্তরীণ কারেন্ট লুপ MOSFET গেট ভোল্টেজ কমিয়ে দেয়, যার ফলে পাওয়ার MOSFET রৈখিক অঞ্চলে প্রবেশ করে এবং একটি ধ্রুবক আউটপুট কারেন্ট বজায় রাখে; এটা অবিলম্বে বন্ধ হয় না. একটি অ্যালার্ম ট্রিগার করার জন্য FAULT পিনটি নীচে টানা হয়৷ দীর্ঘায়িত ধ্রুবক-কারেন্ট অপারেশন চলাকালীন, চিপের শক্তি অপচয় ক্রমাগত জমা হয়; যখন জংশনের তাপমাত্রা তাপীয় শাটডাউন থ্রেশহোল্ড (সাধারণত 135°C) অতিক্রম করে, তখন ডিভাইসটি বন্ধ হয়ে যায় এবং হিস্টেরেসিস উইন্ডোর মধ্যে তাপমাত্রা প্রায় 10°C কমে গেলে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিদ্যুৎ সরবরাহ পুনরায় চালু করার চেষ্টা করে।
3. বিপরীত ভোল্টেজ সুরক্ষা (বিপরীত ব্লকিং)
একটি অন্তর্নির্মিত বিপরীত ভোল্টেজ তুলনাকারী নিশ্চিত করে যে যখন VOUT ভোল্টেজ VIN অতিক্রম করে (যেমন একটি USB পেরিফেরাল থেকে রিভার্স কারেন্ট ব্যাকফ্লো), চিপ অবিলম্বে পাওয়ার ট্রানজিস্টর বন্ধ করে দেয় যাতে আউটপুট থেকে ইনপুটে কারেন্ট প্রবাহিত না হয়, যার ফলে আপস্ট্রিম হোস্ট পাওয়ার সাপ্লাই রক্ষা করে। এটি ইউএসবি পোর্টের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রতিরক্ষামূলক ফাংশন, হট-সোয়াপিংয়ের সময় বিপরীত কারেন্ট ব্যাকফ্লো দ্বারা সৃষ্ট হোস্ট পাওয়ার ডোমেনের ক্ষতি প্রতিরোধ করে।
4. অতিরিক্ত তাপমাত্রা সুরক্ষা (OTP)
চিপের জংশন তাপমাত্রা রিয়েল টাইমে নিরীক্ষণ করা হয়; তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করলে, পাওয়ার সুইচ অবিলম্বে বন্ধ হয়ে যায়। সার্কিটটিতে তাপীয় হিস্টেরেসিস রয়েছে যাতে অন এবং অফ স্টেটের মধ্যে ঘন ঘন দোলন রোধ করা যায়।

IV TPS2553 পিন ফাংশনের সংক্ষিপ্ত বিবরণ (DBV SOT23-6 প্যাকেজ)
- ভিআইএন: পাওয়ার সাপ্লাই ইনপুট
- VOUT: পাওয়ার সাপ্লাই আউটপুট; ইউএসবি পোর্ট এবং আউটপুট ক্যাপাসিটরের সাথে সংযুক্ত
- EN: সক্ষম করুন; একটি উচ্চ স্তরের শক্তি চ্যানেল সক্রিয়
- ILIM: বর্তমান সীমা প্রোগ্রামিং পিন; স্থলের সাথে সংযুক্ত একটি বাহ্যিক প্রতিরোধক বর্তমান সীমা থ্রেশহোল্ড সেট করে
- ফল্ট: ওপেন-ড্রেন ফল্ট আউটপুট; ওভারকারেন্ট, রিভার্স ভোল্টেজ বা অতিরিক্ত গরমের ক্ষেত্রে কম যায়; একটি পুল-আপ প্রতিরোধক প্রয়োজন
- GND: সিগন্যাল এবং পাওয়ার গ্রাউন্ড

বর্তমান-সীমাবদ্ধ গণনার যুক্তি: ILIM পিন একটি রেফারেন্স ভোল্টেজ আউটপুট করে; RILIM এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট অভ্যন্তরীণ লুপে ফিরে আসে। বর্তমান-সীমাবদ্ধ থ্রেশহোল্ড RILIM-এর প্রতিরোধের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক: RILIM-এর মান যত বেশি হবে, বর্তমান সীমা তত কম হবে; RILIM এর মান যত কম, বর্তমান সীমা তত বেশি। সার্কিট ডিজাইন করার সময়, এই অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য একটি 1% নির্ভুল প্রতিরোধক নির্বাচন করুন।

V. TPS2553 সুরক্ষা ব্যবস্থার সারাংশ
1. প্রোগ্রামেবল ধ্রুবক-কারেন্ট সীমিত সুরক্ষা: হোস্ট পাওয়ার সাপ্লাই রক্ষা করতে ওভারলোড বা শর্ট-সার্কিট অবস্থার সময় আউটপুট কারেন্টকে ক্ল্যাম্প করে; TPS2553 একটি ধ্রুবক কারেন্ট বজায় রাখে, যখন TPS2553-1 বন্ধ হয়ে যায়।
2. বিপরীত ভোল্টেজ ব্লকিং সুরক্ষা: বিপরীত কারেন্ট প্রবাহ রোধ করতে আউটপুট ভোল্টেজ ইনপুট ভোল্টেজ অতিক্রম করলে বন্ধ হয়ে যায়।
3. থার্মাল শাটডাউন সুরক্ষা (OTP): তাপমাত্রা হিস্টেরেসিস সহ জংশন তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করলে বন্ধ হয়ে যায়।
4. সফট স্টার্ট: বৃহৎ ক্যাপাসিটিভ লোডে ইনরাশ কারেন্টকে দমন করতে এবং ইনপুট ভোল্টেজ স্যাগ কমাতে নিয়ন্ত্রণযোগ্য পাওয়ার-আপ ঢাল।
5. ফল্ট ইঙ্গিত: ওপেন-ড্রেন আউটপুট; MCU ত্রুটির অবস্থা সনাক্ত করতে পারে এবং সিস্টেমে তাদের রিপোর্ট করতে পারে।

VI. TPS2553-এর জন্য সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি
- ইউএসবি হাব, ইউএসবি-এ হোস্ট পোর্ট পাওয়ার সাপ্লাই সুইচ (সবচেয়ে সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন, ইউএসবি পোর্ট কারেন্ট-লিমিটিং স্পেসিফিকেশনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ)
- সেট-টপ বক্স, ডিজিটাল টেলিভিশন এবং VOIP টেলিফোন পেরিফেরালগুলির জন্য পাওয়ার সাপ্লাই চ্যানেল
- এমবেডেড মাদারবোর্ডে প্লাগেবল পেরিফেরালের জন্য পাওয়ার কন্ট্রোল
- শিল্প অটোমেশন সরঞ্জামে গরম-অদলবদলযোগ্য মডিউলগুলির জন্য পাওয়ার সাপ্লাই
- পোর্টেবল ডিভাইসে বাহ্যিক ইন্টারফেসের জন্য পাওয়ার সুরক্ষা

বর্ধিত অ্যাপ্লিকেশন: হিউম্যানয়েড রোবট পেরিফেরালগুলিতে USB ইন্টারফেসে পাওয়ার বিতরণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, হট-সোয়াপ, শর্ট-সার্কিট এবং ইউএসবি পেরিফেরাল যেমন রোবট হাত এবং সেন্সিং মডিউলগুলির জন্য ওভারকারেন্ট সুরক্ষা প্রদান করে, যখন পেরিফেরাল পাওয়ার সাপ্লাই পাথের স্থিতিশীল নিয়ন্ত্রণ নিশ্চিত করে।

VII. TPS2553 ডিজাইনের মূল পয়েন্ট এবং PCB বিবেচনা
1. RILIM প্রতিরোধক নির্বাচন: বর্তমান-সীমাবদ্ধ নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে 1% নির্ভুল ধাতু-ফিল্ম প্রতিরোধককে অগ্রাধিকার দিন; ট্রেস হস্তক্ষেপ কমাতে ILIM পিনের কাছাকাছি প্রতিরোধকের অবস্থান করুন।
2. ক্যাপাসিটর লেআউট: ভিআইএন পিনের কাছাকাছি একটি 0.1μF সিরামিক ডিকপলিং ক্যাপাসিটর রাখুন; VOUT টার্মিনালে আউটপুট ক্যাপাসিটর অবস্থান করুন—মনে রাখবেন যে একটি উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্সের ফলে একটি বৃহত্তর ইনরাশ কারেন্ট হয়, যা অবশ্যই সফট-স্টার্ট বিবেচনার সাথে মূল্যায়ন করা উচিত।
3. পাওয়ার গ্রাউন্ড হ্যান্ডলিং: VIN/VOUT হাই-কারেন্ট পাথগুলি ছোট এবং প্রশস্ত রাখুন; বর্তমান নমুনা নির্ভুলতা প্রভাবিত থেকে গ্রাউন্ড বাউন্স শব্দ প্রতিরোধ করতে একটি একক পয়েন্টে সিগন্যাল গ্রাউন্ডে পাওয়ার গ্রাউন্ডের সাথে সংযোগ করুন।
4. ফল্ট পিন: ওপেন-ড্রেন আউটপুট; 3.3V/5V-এ একটি বহিরাগত পুল-আপ প্রতিরোধক অবশ্যই MCU I/O-এর সাথে সরাসরি সংযোগের মাধ্যমে ত্রুটি বিঘ্ন সনাক্তকরণ সক্ষম করতে সংযুক্ত থাকতে হবে।
5. তাপীয় বিবেচনা: ক্রমাগত উচ্চ-কারেন্ট অপারেশনের অধীনে, যদিও 85 mΩ অন-প্রতিরোধের ফলে কম বিদ্যুত অপচয় হয়, তাপ অপচয় বাড়ানোর জন্য এবং তাপ বন্ধ হওয়া প্রতিরোধ করার জন্য পর্যাপ্ত PCB কপার এলাকা প্রদান করতে হবে।

অষ্টম। TPS2553 এর সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা
সুবিধা
1. একটি একক-প্রতিরোধক কনফিগারেশনের সাথে উচ্চ-নির্ভুলতা সামঞ্জস্যযোগ্য বর্তমান সীমাবদ্ধ, বিভিন্ন ইউএসবি পোর্ট পাওয়ার স্তরে নমনীয় অভিযোজনের অনুমতি দেয়;
2. কম অন-প্রতিরোধ 85 mΩ, যার ফলে কম ভোল্টেজ ড্রপ এবং উচ্চ পাওয়ার সাপ্লাই দক্ষতা;
3. সমন্বিত বিপরীত ব্লকিং অতিরিক্ত বাহ্যিক ডায়োডের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, বিওএমকে সরল করে;
4. ধ্রুবক-কারেন্ট মোড তাত্ক্ষণিক শাটডাউন ছাড়াই দীর্ঘায়িত শর্ট-সার্কিট পরীক্ষার জন্য উপযুক্ত; ফল্ট সংকেত প্রতিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত;
5. 2.5 V লো-ভোল্টেজ ইনপুট ক্ষমতা, 3.3 V সিস্টেম পাওয়ার ডোমেনে পাওয়ার বিতরণ সমর্থন করে।

সীমাবদ্ধতা
1. TPS2553 ধ্রুবক-কারেন্ট মোডে কাজ করে; টেকসই শর্ট সার্কিট তাপীয় শাটডাউন সুরক্ষার উপর নির্ভর করে ক্রমাগত গরম করার কারণ হবে;
2. সর্বোচ্চ একটানা কারেন্ট 1.5 A; 1.5 A-এর বেশি উচ্চ-শক্তি USB PD পোর্টের জন্য উপযুক্ত নয়;
3. হাই-সাইড এন-এমওএস আর্কিটেকচারের জন্য একটি সমন্বিত চার্জ পাম্প প্রয়োজন, যার ফলে একটি সামান্য শান্ত স্রোত হয়; অতি-লো-পাওয়ার ঘুমের পরিস্থিতির জন্য শান্ত শক্তি খরচ মূল্যায়ন করা আবশ্যক।

IX. সারাংশ
TPS2553 হল একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স, উচ্চ-নির্ভুলতা, সামঞ্জস্যযোগ্য বর্তমান-সীমাবদ্ধ শক্তি বন্টন সুইচ যা USB পোর্টের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা 2.5V থেকে 6.5V পর্যন্ত বিস্তৃত ইনপুট ভোল্টেজ পরিসীমা, 85mΩ-এর একটি কম অন-প্রতিরোধ, এবং 7.15mA-এর একটি প্রোগ্রামযোগ্য বর্তমান সীমা। ওভারকারেন্ট, রিভার্স ভোল্টেজ, ওভারহিটিং এবং সফ্ট-স্টার্টের বিরুদ্ধে ব্যাপক সুরক্ষার সাথে সাথে একটি ত্রুটি অ্যালার্ম আউটপুট, এর সুবিন্যস্ত BOM এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এটিকে USB হোস্ট, হাব এবং এমবেডেড পেরিফেরাল ইন্টারফেসে পাওয়ার সুরক্ষার জন্য পছন্দের সমাধান করে তোলে।