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Soporte multiplexor de potencia TPS2113A con conector USB Micro-B

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Soporte multiplexor de potencia TPS2113A con conector USB Micro-B

Cada riel de alimentación de entrada en el multiplexor se puede suministrar con 2.8 V a 5.5 V, y la placa también rompe un conector USB Micro-B que se puede usar para alimentar uno de los rieles.Visión generalEl multiplexor de energía de conmutación automática TPS2113A de Texas Instruments le permite cambiar sin problemas entre dos fuentes de energía de 2.8 V a 5.5 V mientras bloquea la corriente inversa en cualquiera de las fuentes. El multiplexor de potencia (o mux) tiene un límite de corriente ajustable que se puede configurar hasta 2 A y un umbral de conmutación ajustable que ayuda a reducir la caída de voltaje de salida al conmutar. Cada canal de entrada está controlado por un interruptor MOSFET interno, por lo que el mux evita la caída de voltaje que se produce cuando los diodos se utilizan para O varias fuentes de alimentación juntas.El TPS2113A es una gran adición a cualquier proyecto que necesite poder realizar la transición entre dos fuentes como USB y alimentación externa, pero su pequeño tamaño dificulta su uso por parte de un estudiante o aficionado. Este portador divide todas las características del chip en pines espaciados de 0,1 ″, lo que facilita su uso con placas de prueba estándar sin soldadura. Además, la placa sirve como ruptura para un conector USB Micro-B que se puede utilizar para alimentar uno de los rieles de alimentación de entrada.De forma predeterminada, el TPS2113A funciona en modo de conmutación automática, lo que significa que seleccionará automáticamente la fuente que tenga un voltaje más alto, pero el pin VSNS se puede usar para mantener IN1 como la fuente seleccionada hasta que caiga por debajo de un umbral de conmutación configurable, haciendo IN1 la fuente primaria o preferida. La placa se envía con alimentación USB conectada a IN1, lo que permite la aplicación común de tener un dispositivo que puede ser alimentado por USB o una fuente de alimentación externa, eligiendo automáticamente la fuente adecuada según lo que esté conectado. La alimentación USB se puede cambiar de IN1 a IN2 cortando una traza y configurando un puente de montaje en superficie.Dado que esta placa es un soporte para el TPS2113A, recomendamos leer atentamente la hoja de datos del TPS2113A (1 MB pdf).Contamos con un multiplexor de potencia similar basado en el FPF1320 que es más pequeño, de menor costo y funciona a voltajes más bajos, pero tiene algunas limitaciones que lo hacen no tan adecuado para aplicaciones de conmutación automática de energía USB (por ejemplo, el voltaje de salida puede caer a 1 V antes de que el FPF1320 cambie a la fuente secundaria).Usando el multiplexor de potenciaPinoutPin DescripciónIN1Entrada del interruptor de alimentación principal. Se puede conectar a una fuente de alimentación de 2,8 V a 5,5 V. Conectado a VBUS de forma predeterminada a través de un puente de montaje en superficie. El multiplexor funcionará con IN1 tan bajo como 1,5 V siempre que IN2 esté por encima de 2,8 V.EN 2Entrada del interruptor de alimentación secundario. Se puede conectar a una fuente de alimentación de 2,8 V a 5,5 V.VBUSAlimentación USB 5 V. Conectado a IN1 de forma predeterminada a través de un puente de montaje en superficie.AFUERASalida de potencia multiplexada.GNDTierra común para fuentes de alimentación, carga y USB. (Todos los pines GND de la placa están conectados internamente entre sí y con GND desde el conector USB).VSNSEntrada de control de conmutación. Un FET de alimentación interna se conecta OUT a IN1 si el voltaje VSNS es superior a 0,8 V. De lo contrario, el FET se conecta OUT al mayor de IN1 e IN2. Este pin se baja a través de una resistencia desplegable de 20 kΩ incorporada, lo que configura la placa en modo de conmutación automática de forma predeterminada. Consulte la sección Entradas de control a continuación para obtener más detalles sobre el uso de este pin para establecer un umbral de conmutación.ESHabilite la entrada. Cuando se maneja alto, OUT se desconecta tanto de IN1 como de IN2. Este pin se baja a través de una resistencia desplegable de 100 kΩ incorporada, por lo que el IC está habilitado de forma predeterminada.ILIMEntrada de límite de corriente. Una resistencia de 1 kΩ incorporada de ILIM a GND establece el límite de corriente predeterminado en 0,5 A nominalmente, pero se puede agregar una resistencia externa en paralelo para aumentar el límite a un máximo de 2 A.STATSalida de estado que indica qué entrada está actualmente conectada a la salida. Este pin se pone bajo cuando se selecciona IN1 y se eleva a OUT a través de una resistencia pull-up de 100 kΩ incorporada cuando se selecciona IN2.D − D + IDSeñales rotas del conector USB.Entradas de controlEl TPS2113A tiene tres entradas de control que pueden usarse opcionalmente para anular el comportamiento predeterminado del dispositivo: VSNS (control de operación de conmutación), EN (habilitación) e ILIM (control de límite de corriente).El pin VSNS determina el comportamiento de conmutación del dispositivo. Se baja por defecto, lo que da como resultado el modo de cambio automático (la más alta de las dos fuentes de entrada se selecciona automáticamente). Sin embargo, cuando el voltaje en este pin excede 0.8 V, la fuente de entrada principal, IN1, se conecta a OUT independientemente de los voltajes en IN1 e IN2. La naturaleza precisa de este umbral de 0,8 V a su vez hace posible utilizar una resistencia externa para establecer un umbral de conmutación deseado para IN1. Al conectar esta resistencia externa entre VSNS e IN1, se crea un divisor de voltaje con la resistencia desplegable VSNS de 20 kΩ existente, y la placa seleccionará IN1 siempre que la salida de este divisor de voltaje sea mayor que 0,8 V. (Si cae por debajo del umbral de 0,8 V, el multiplexor vuelve a seleccionar la más alta de las dos fuentes). El valor de la resistencia agregada determina el voltaje al que cambia el comportamiento del multiplexor, como se define en la siguiente ecuación:Vtumbral = (R20 kΩ + 1) ⋅0,8 VLa placa tiene un segundo pin IN1 para que haya un lugar conveniente para conectar esta resistencia de umbral de conmutación. Para aplicaciones de 5 V, agregar una resistencia de 100 kΩ funciona bien, ya que establece el umbral en 4.8 V. La entrada VSNS tiene una histéresis incorporada que ayuda a evitar la conmutación repetida de una fuente a otra.El pin EN se puede conducir alto para apagar la salida y poner el TPS2113A en un estado de bajo consumo. La placa está habilitada de forma predeterminada.El pin ILIM se usa para establecer el límite de corriente del multiplexor comparando el voltaje a través de una resistencia con una referencia interna de 0.5V. La placa incluye una resistencia de 1 kΩ que establece el límite de corriente predeterminado en 0.5 A nominal, pero se puede conectar una resistencia externa entre el pin ILIM y GND para aumentar el límite a un máximo de 2 A. Dicha resistencia se puede conectar convenientemente entre el pin ILIM y el pin GND vecino. La siguiente ecuación muestra cómo el valor de la resistencia externa determina el límite de corriente:Límite = (1 kΩR + 1) ⋅0.5 APodemos ver a partir de esto que el límite de corriente máximo de 2 A se puede lograr agregando una resistencia de 330 Ω. (Tenga en cuenta que el umbral límite de corriente real puede variar hasta aproximadamente 0,3 A desde el límite nominal; consulte la hoja de datos para obtener más detalles).Conexiones de alimentación sin USBSi desea seleccionar entre dos fuentes de alimentación generales, puede conectar una fuente de alimentación en IN1 y GND y la otra en IN2 y GND. Los voltajes en estas entradas de alimentación pueden ser de hasta 5,5 V, y el multiplexor funcionará con IN1 tan bajo como 1,5 V siempre que IN2 esté por encima de 2,8 V. La carga debe conectarse a través de OUT y GND y no debe consumir más de 2 R. En esta configuración, la fuente de alimentación conectada a IN1 es la fuente de alimentación principal si el VSNS es alto.Conexiones de alimentación con USBEl conector USB Micro-B facilita el uso de USB como una de las dos fuentes de alimentación. De forma predeterminada, la línea VBUS del conector USB está vinculada a IN1. Esto le permite alimentar su circuito desde USB o desde una fuente de alimentación externa conectada a IN2, con USB como fuente de alimentación principal si el VSNS es alto.Si desea que la fuente externa sea la fuente principal en lugar de USB, puede usar una navaja para cortar la traza en el puente de montaje en superficie de la placa que conecta las almohadillas IN1 y VBUS, luego conecte las almohadillas VBUS e IN2 para conectarlas. dos líneas juntas. Luego puede conectar su fuente externa a IN1, convirtiéndola en la fuente preferida si el VSNS es alto.Advertencia: Es importante tener en cuenta que, si bien esta placa tiene tres entradas de alimentación, dos de esas tres suelen estar unidas (solo hay dos entradas de alimentación independientes para el TPS2113A). Como tal, debe tener cuidado de no crear un cortocircuito entre la alimentación USB y una fuente de alimentación externa. Por ejemplo, cuando la placa está en su configuración predeterminada (es decir, con VBUS vinculado a IN1), cualquier fuente de alimentación externa debe estar conectada a IN2; conectarlo a IN1 creará un cortocircuito entre esta fuente de alimentación y la alimentación USB cuando el USB esté conectado.Las líneas restantes del conector USB (D−, D +, ID y GND) se dividen en un conjunto de pines adyacentes a OUT, lo que permite que este módulo también funcione como una placa de conexión del conector Micro-B USB básico.Hardware incluidoLa tira incluida de 1 × 15 de pines de cabezal de 0.1 ″ se puede romper en pedazos más pequeños y soldarlos para usar la placa con placas perforadas, placas de prueba o conectores hembra de 0.1 ″. La placa tiene dos orificios de montaje que funcionan con tornillos # 2 y M2 (no incluidos).Diagrama esquemáticoEste esquema también está disponible como PDF descargable (171k pdf).

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