使用TPS61230A给USB OTG总线供电

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使用TPS61230A给USB OTG总线供电 [复制链接]

作者： Charles Wong

USB是日常生活中最常见的数据接口， 最开始的时候，USB有非常明确的主机和从机的区别。主机主要是个人计算机（PC），从机主要包括移动电话以及其他一些附件，比如鼠标和键盘。然而，随着消费类电子的不断发展，大量的数据传输需求出现在从机和从机之间。比如把手机的照片直接存到优盘里面，把IPAD内的视频传到Iphone里面，把数码相机直接连到打印机进行打印操作。USB OTG 就是这这样的背景下出现的，它是一种USB规范，一种让设备可以根据相关协议在主机和从机之间进行自动切换的规范。目前，USB OTG 广泛使用在PC，移动电话，手持式POS机以及移动电源等等产品中。可以在“从机”与“从机”间直接进行通讯是一件非常方便的事。下图一列出了市场上常见的USB OTG 优盘（左）以及相关线缆（右）。

      

图一.  USB OTG 优盘(左)             USB OTG 线（右）

OTG设备除了PC外，大多数的手持式设备使用的是锂离子电池供电，锂电池的电压范围在2.7V～4V之间，这时需要使用一个升压变换器把电压抬升至USB标准典型值5V。市面上有大量的升压变换器可以给USB 总线供电，但是随着数据传输速率越来越高，国际USB标准团队不断更新USB的电源要求。最新发布的一个USB OTG的电源规范要求供电设备需要输出最多15W（5V/3A）功率。

TPS61230A 在这个规范里面非常适合，是专门针对最新USB OTG规范开发的适用于手持式设备的产品。对大多数手持式设备而言，整个系统的面积和功耗受到严格限制。

TPS61230A采用谷值电流控制方式，最小限流谷值为4.8A。同时，它采用新型的QFN封装，面积只有2mm*2mm，在3V输入电压前提下，最大可以输出5V/2.4A，图二为TPS61230A在USB总线上的典型应用框图。

TPS61230A 是一颗同步的升压变换器，其中上管导通阻抗为18毫欧，下管导通阻抗为21毫欧，这保证了芯片在重载条件下有良好的效率和热特性，在PCB打孔的前提下，它的热阻只有56°C/W。TPS61230A 典型工作频率为1.15MHz，该工作频率可以使应用选用相对较小的电感和电容。另外，TPS61230A只有7个引脚，使应用设计非常简洁。

图二 USB OTG电源系统框图

TPS61230A的效率曲线如图三所示，在Vin=3V Vout=5V Iout=2.4A前提下，效率可以高达94%，这意味着在良好布板前提下，系统温升只有40.3°C。

图三. 典型效率曲线: VOUT=5V, L=1uH (XFL4020-102MEB)