TPS2113A Power Multiplexer Carrier com USB Micro-B Connector

TPS2113A Power Multiplexer Carrier com USB Micro-B Connector

Cada barramento de alimentação de entrada no multiplexador pode ser fornecido com 2,8 V a 5,5 V, e a placa também quebra um conector USB Micro-B que pode ser usado para alimentar um dos trilhos.visão globalO multiplexador de potência com comutação automática Texas Instruments TPS2113A permite alternar perfeitamente entre duas fontes de alimentação de 2,8 V a 5,5 V enquanto bloqueia a corrente reversa em qualquer uma das fontes. O multiplexador de potência (ou mux) tem um limite de corrente ajustável que pode ser definido como 2 A e um limite de comutação ajustável que ajuda a reduzir a queda da tensão de saída durante a comutação. Cada canal de entrada é controlado por uma chave MOSFET interna, então o mux evita a queda de tensão que ocorre quando diodos são usados ​​para OR múltiplas fontes de alimentação juntas.O TPS2113A é uma ótima adição a qualquer projeto que precise ser capaz de fazer a transição entre duas fontes como USB e alimentação externa, mas seu tamanho pequeno torna-o difícil para um estudante ou amador usar. Este transportador divide todos os recursos do chip em pinos com espaçamento de 0,1 ″, tornando-o fácil de usar com placas de ensaio sem solda padrão. Além disso, a placa serve como um breakout para um conector USB Micro-B que pode ser usado para fornecer um dos barramentos de alimentação de entrada.Por padrão, o TPS2113A opera no modo de comutação automática, o que significa que ele selecionará automaticamente a fonte que tem uma tensão mais alta, mas o pino VSNS pode ser usado para manter IN1 como a fonte selecionada até cair abaixo de um limite de comutação configurável, tornando IN1 a fonte primária ou preferida. A placa vem com alimentação USB conectada a IN1, o que permite a aplicação comum de ter um dispositivo que pode ser alimentado por USB ou fonte de alimentação externa, escolhendo automaticamente a fonte apropriada com base no que está conectado. A alimentação USB pode ser trocada de IN1 para IN2 cortando um traço e configurando um jumper de montagem em superfície.Uma vez que esta placa é um portador para o TPS2113A, recomendamos a leitura cuidadosa da ficha técnica do TPS2113A (1 MB pdf).Temos um multiplexador de energia semelhante baseado no FPF1320 que é menor, de baixo custo e funciona em tensões mais baixas, mas tem algumas limitações que o tornam não tão adequado para aplicações de comutação automática de energia USB (por exemplo, a tensão de saída pode cair para 1 V antes de o FPF1320 mudar para a fonte secundária).Usando o multiplexador de energiaPinagemPinDescriptionIN1Entrada da chave de alimentação primária. Pode ser conectado a uma fonte de alimentação de 2,8 V a 5,5 V. Conectado ao VBUS por padrão por meio de um jumper de montagem em superfície. O multiplexador funcionará com IN1 tão baixo quanto 1,5 V, desde que IN2 esteja acima de 2,8 V.EM 2Entrada do interruptor de alimentação secundária. Pode ser conectado a uma fonte de alimentação de 2,8 V a 5,5 V.VBUSAlimentação USB 5 V. Conectado a IN1 por padrão por meio de um jumper de montagem em superfície.FORASaída de potência multiplexada.GNDTerra comum para fontes de alimentação, carga e USB. (Todos os pinos GND da placa são conectados internamente uns aos outros e com GND do conector USB.)VSNSMudança de entrada de controle. Um FET de alimentação interna conecta OUT a IN1 se a tensão VSNS for maior que 0,8 V. Caso contrário, o FET conecta OUT ao maior de IN1 e IN2. Este pino é puxado para baixo através de um resistor pull-down de 20 kΩ integrado, configurando a placa para o modo de comutação automática por padrão. Consulte a seção Entradas de controle abaixo para obter mais detalhes sobre como usar este pino para definir um limite de comutação.ENHabilite a entrada. Quando elevado, OUT é desconectado de IN1 e IN2. Este pino é puxado para baixo por meio de um resistor pull-down de 100 kΩ integrado, de forma que o IC é habilitado por padrão.ILIMEntrada de limite de corrente. Um resistor de 1 kΩ integrado de ILIM para GND define o limite de corrente padrão para 0,5 A nominalmente, mas um resistor externo pode ser adicionado em paralelo com ele para aumentar o limite para um máximo de 2 A.ESTADOSaída de status que indica qual entrada está atualmente conectada à saída. Este pino atinge o nível baixo quando IN1 é selecionado e é puxado para cima até OUT através de um resistor pull-up de 100 kΩ integrado quando IN2 é selecionado.D − D + IDSinais interrompidos do conector USB.Entradas de controleO TPS2113A tem três entradas de controle que podem ser usadas opcionalmente para substituir o comportamento padrão do dispositivo: VSNS (controle de operação de comutação), EN (habilitar) e ILIM (controle de limite de corrente).O pino VSNS determina o comportamento de comutação do dispositivo. É puxado para baixo por padrão, o que resulta no modo de comutação automática (a mais alta das duas fontes de entrada é selecionada automaticamente). No entanto, quando a tensão neste pino excede 0,8 V, a fonte de entrada primária, IN1, é conectada a OUT independentemente das tensões em IN1 e IN2. A natureza precisa desse limite de 0,8 V, por sua vez, torna possível usar um resistor externo para definir um limite de comutação desejado para IN1. Ao conectar este resistor externo entre VSNS e IN1, um divisor de tensão é criado com o resistor de pull-down VSNS de 20 kΩ existente, e a placa selecionará IN1 enquanto a saída deste divisor de tensão for maior que 0,8 V. (Se for cai abaixo do limite de 0,8 V, o multiplexador volta a selecionar a mais alta das duas fontes.) O valor do resistor adicionado determina a tensão na qual o comportamento do multiplexador muda, conforme definido pela seguinte equação:Limiar V = (R20 kΩ + 1) ⋅0,8 VA placa tem um segundo pino IN1 para que haja um local conveniente para conectar este resistor de limite de chaveamento. Para aplicações de 5 V, adicionar um resistor de 100 kΩ funciona bem, uma vez que define o limite para 4,8 V. A entrada VSNS tem histerese embutida que ajuda a evitar a comutação repetida de uma fonte para a outra.O pino EN pode ser elevado para desligar a saída e colocar o TPS2113A em um estado de baixa energia. A placa está habilitada por padrão.O pino ILIM é usado para definir o limite de corrente do multiplexador, comparando a tensão em um resistor com uma referência interna de 0,5 V. A placa inclui um resistor de 1 kΩ que define o limite de corrente padrão para 0,5 A nominal, mas um resistor externo pode ser conectado entre o pino ILIM e o GND para aumentar o limite para um máximo de 2 A. Esse resistor pode ser convenientemente conectado entre o pino ILIM e o pino GND vizinho. A seguinte equação mostra como o valor do resistor externo determina o limite de corrente:Ilimit = (1 kΩR + 1) ⋅0,5 APodemos ver que o limite máximo de corrente de 2 A pode ser alcançado adicionando um resistor de 330 Ω. (Observe que o limite de limitação de corrente real pode variar em até cerca de 0,3 A do limite nominal; consulte a folha de dados para obter detalhes.)Conexões de energia sem USBSe você deseja selecionar entre duas fontes de alimentação gerais, pode conectar uma fonte de alimentação em IN1 e GND e a outra em IN2 e GND. As tensões nessas entradas de energia podem ser de até 5,5 V, e o multiplexador funcionará com IN1 tão baixo quanto 1,5 V enquanto IN2 estiver acima de 2,8 V. A carga deve ser conectada em OUT e GND e não deve consumir mais de 2 A. Nesta configuração, a fonte de alimentação conectada a IN1 é a fonte de alimentação primária se o VSNS for alto.Conexões de energia com USBO conector Micro-B USB facilita o uso do USB como uma das duas fontes de alimentação. Por padrão, a linha VBUS do conector USB está ligada a IN1. Isso permite que você alimente seu circuito de USB ou de uma fonte de alimentação externa conectada a IN2, com USB como a fonte de alimentação primária se o VSNS estiver alto.Se você quiser que a fonte externa seja a fonte primária em vez de USB, você pode usar um estilete para cortar o traço no jumper de montagem em superfície da placa que conecta os pads IN1 e VBUS, em seguida, faça a ponte entre os pads VBUS e IN2 para conectá-los duas linhas juntas. Você pode então conectar sua fonte externa a IN1, tornando-a a fonte preferida se o VSNS estiver alto.Aviso: É importante estar ciente de que, embora esta placa tenha três entradas de energia, duas dessas três são normalmente conectadas (há apenas duas entradas de energia independentes para o TPS2113A). Portanto, você deve tomar cuidado para evitar a criação de um curto-circuito entre a alimentação USB e uma fonte de alimentação externa. Por exemplo, quando a placa está em sua configuração padrão (ou seja, com VBUS vinculado a IN1), qualquer fonte de alimentação externa deve ser conectada a IN2; conectá-lo a IN1 criará um curto entre esta fonte de alimentação e a alimentação USB quando o USB for conectado.As linhas restantes do conector USB (D−, D +, ID e GND) são divididas em um conjunto de pinos adjacentes a OUT, permitindo que este módulo também funcione como uma placa breakout de conector Micro-B USB básico.Hardware inclusoA tira de 1 × 15 de pinos de cabeçalho de 0,1 ″ incluída pode ser quebrada em pedaços menores e soldados para usar a placa com perfboards, breadboards ou conectores fêmeas de 0,1 ″. A placa possui dois orifícios de montagem que funcionam com os parafusos nº 2 e M2 (não incluídos).Diagrama esquemáticoEste esquema também está disponível para download em PDF (171k pdf).

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