TPS65980：Thunderbolt總線電源的得力助手

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，TI的TPS65980是一款專門為Thunderbolt和Thunderbolt 2總線供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器，它在為設(shè)備提供穩(wěn)定電源方面表現(xiàn)出色。今天，我們就來深入了解一下這款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

1.1 產(chǎn)品特性

• 寬輸入電壓范圍：TPS65980可從Thunderbolt總線獲取2.5 - 15.75V的輸入電壓，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 多3.3V輸出：能夠產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立的3.3V電源輸出，分別為TBT_OUT、CBL_OUT和DEV_OUT，滿足不同電路的供電需求。
• 熱關(guān)斷保護(hù)：具備熱關(guān)斷功能，當(dāng)芯片溫度過高時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，防止過熱損壞。
• 電纜電源輸出電流限制：CBL_OUT輸出具有可調(diào)節(jié)的電流限制功能，通過CBL_ILIMIT引腳設(shè)置不同的電流限制值。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

• Thunderbolt/Thunderbolt 2系統(tǒng)：為Thunderbolt接口設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。
• 總線供電系統(tǒng)：適用于各種需要總線供電的設(shè)備。
• 電源管理系統(tǒng)：在電源管理方面發(fā)揮重要作用。

二、產(chǎn)品詳細(xì)介紹

2.1 引腳配置與功能

2.2 工作模式

• 低電壓模式（2.5V ≤ V_TBT_IN ≤ 3.4V）：這是正常上電狀態(tài)，芯片通過電荷泵產(chǎn)生標(biāo)稱3.3V的輸出。當(dāng)輸入電壓接近該范圍上限時(shí)，降壓轉(zhuǎn)換器開始工作。
• 高電壓模式（10V ≤ V_TBT_IN ≤ 15.75V）：芯片大部分時(shí)間工作在該狀態(tài)，作為降壓轉(zhuǎn)換器提供標(biāo)稱3.3V的輸出。

2.3 電氣特性

在不同的輸入電壓和負(fù)載條件下，TPS65980的電氣特性表現(xiàn)良好。例如，在輸入電壓為12V、負(fù)載電流為3A時(shí)，降壓轉(zhuǎn)換器效率可達(dá)87%；在不同的輸入電壓和負(fù)載電流下，各輸出引腳的電壓范圍也有明確的規(guī)定。具體的電氣特性參數(shù)可參考文檔中的表格。

2.4 時(shí)序要求

芯片的各個(gè)信號(hào)之間有嚴(yán)格的時(shí)序要求，如TBT_IN到TBT_OUT的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間，TBT_OUT到RESETZ的高電平時(shí)間等。這些時(shí)序要求確保了芯片的正常工作。

2.5 典型特性

文檔中給出了多個(gè)典型特性曲線，包括不同輸入電壓下的效率曲線、輸出電壓的負(fù)載調(diào)節(jié)曲線等。這些曲線直觀地展示了芯片在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。

三、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

3.1 單端口總線供電Thunderbolt設(shè)備

3.1.1 設(shè)計(jì)要求

推薦了一系列組件的取值范圍，如TBT_IN輸入電容C_IN為17.6 - 52μF，轉(zhuǎn)換器自舉電容C_BOOT為8 - 12nF等。這些組件的選擇是為了滿足Thunderbolt總線供電外設(shè)的需求。

3.1.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟

應(yīng)使用推薦的組件值，輸入電容C_IN的最大值要考慮Thunderbolt端口輸入處的所有電容。

3.1.3 應(yīng)用性能圖

展示了TBT_OUT的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、電源上下電響應(yīng)等性能圖，幫助工程師了解芯片在實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。

3.2 雙端口總線供電Thunderbolt設(shè)備

3.2.1 設(shè)計(jì)要求

TBT_IN輸入電壓從兩個(gè)端口中選擇較高的一個(gè)，推薦使用一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管或功能來實(shí)現(xiàn)。在雙端口系統(tǒng)中，需要為兩個(gè)端口提供電纜電源，可使用第二個(gè)限流設(shè)備（如TPS22920），并合理設(shè)置CBL_ILIMIT引腳以滿足電流需求。

3.2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟

參考單端口總線供電Thunderbolt設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟。

3.2.3 應(yīng)用性能圖

同樣參考單端口的應(yīng)用性能圖。

四、電源供應(yīng)與布局建議

4.1 電源供應(yīng)建議

TPS65980設(shè)計(jì)用于Thunderbolt總線，輸入電壓范圍為2.5 - 15.75V，輸入應(yīng)盡可能靠近端口連接器。

4.2 布局指南

合理的布局和布線能最大化芯片的性能。輸入電容應(yīng)靠近設(shè)備放置，其接地側(cè)應(yīng)通過過孔連接到接地平面；電感應(yīng)放置在芯片上方稍偏左的位置，SW引腳和TBT_OUT引腳應(yīng)通過平面連接到電感；CBL_OUT輸出電容應(yīng)靠近芯片放置，DEV_OUT電容最好放置在電路板底部等。

五、總結(jié)

TPS65980是一款功能強(qiáng)大的DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器，適用于Thunderbolt總線供電系統(tǒng)。它具有寬輸入電壓范圍、多3.3V輸出、熱關(guān)斷保護(hù)等特性，通過合理的設(shè)計(jì)和布局，能為各種Thunderbolt設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)備時(shí)，可以充分利用這款芯片的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品的性能和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似芯片的使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。