支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 概述 TP1001是一款支持QC2.0快速充电协议的低成本接口控制芯片。
TP1001集成了所有必要的功能，可以将QC2.0功能添加到AC/DC适配器、充电器和移动电源等其他开关电源设备中，以实现对支持QC2.0协议的受电设备的快速充电功能。
TP1001支持QC2.0协议的整个输出电压范围，包括A类规范的输出电压范围(5V,9V,12V)和B类规范的输出电压范围(5V,9V,12V,20V)。
TP1001具有可选的B类规范的输出电压抑制功能，这可避免受电设备因为开关电源所提供的输出电压过高而导致意外损坏。
TP1001在启用输出电压调整之前会自动检测所连接的受电设备是否支持QC2.0协议。
如果检测到受电设备不支持QC2.0协议，TP1001则会工作在BC1.2模式，保持默认的5V电压输出，以确保传统的5V输入的USB受电设备能够安全工作。
TP1001内部集成了电源稳压器，可以满足5~20V的宽开关电源输出电压来对芯片进行外部供电。
同时，TP1001具有多种保护功能以保证系统的稳定和可靠。
包括可选的B类规范输出电压抑制，芯片引脚开路保护，芯片相邻引脚短路保护和芯片供电欠压保护等。
特点 支持QC2.0协议的整个输出电压范围A类规范：5V,9V和12VB类规范：5V,9V,12V和20V 兼容USB电池充电规范1.2版本自动USBDCP短路D+至D默认5V输出模式 芯片超低工作电流，待机功耗低5V输出电压时功耗低于1mW 5~20V的宽芯片供电电压可选的B类规范输出电压抑制功能芯片引脚开路保护功能芯片相邻引脚短路保护功能芯片供电欠压保护系统BOM成本低采用SOP8L封装 应用 AC/DC适配器车载充电器，便携式充电器移动电源其他USB专用充电接口(DCP)设备 典型应用电路 V1.1 ShenzhenTPOWERSemiconductor
1 管脚 TP1001支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 SOP8L 管脚描述 管脚编号12345678 管脚名称GNDV1V2V3DD+RVDD 描述芯片地输出电压调整开关的漏极输入引脚，用于设置9V,12V和20V输出电压输出电压调整开关的漏极输入引脚，用于设置12V和20V输出电压输出电压调整开关的漏极输入引脚，用于设置20V输出电压USBD-输入引脚USBD+输入引脚芯片带隙基准电压输出引脚，连接电阻到地设置芯片的基准电流芯片电源引脚，连接电容到地 V1.1 ShenzhenTPOWERSemiconductor
2 TP1001支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 极限参数（注1） 参数 额定值 单位 V1,V2,V3,D-,D+,
R,VDD到GND电压 -0.3~+
7 V VDD引脚电流 25 mA V1,V2,V3引脚电流 0.5 mA D+,D-引脚电流
1 mA 储存环境温度 -50~+150 ℃ 工作结温范围 -40~+150 ℃ 工作环境温度 -40~+105 ℃ ESD
水平(HBM) 2000
V ESD水平(MM) 200
V 推荐工作范围 参数 符号 芯片工作电压 VDD 工作环境温度 TOP 工作条件开关电源输出电压为5~20V 正常工作 推荐值4.3~6.1-20~+85 单位V℃ 注1: 最大极限值是指超出该工作范围芯片可能会损坏。
在短时间内施加器件允许的绝对最大额定值不会引起产品永久性的损坏，但长时间用在器件允许的最大额定值时，会对产品的可靠性造成影响。
推荐工作范围是指在该范围内芯片工作正常，但不完全保证满足个别性能指标。
电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电气参数规范。
对于未给定的上下限参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。
电气参数 (无特殊说明，Ta=25℃，VDD=5V) 符号 参数 电源启动 VST VDD
启动电压 VUV VDD欠压锁定 VCLP VDD钳位电压 IOP VDD工作电流 VREF 带隙基准电压输出引脚电压 HVDCP功能 VDAT_REF数据检测电压阈值 VSEL_REF输出电压选择阈值 VINHT 12V/20V输出抑制阈值 TDAT_SHT数据线路短路延时 TGLITCH_D+D+高波动滤波时间 TGLITCH_D-D-低波动滤波时间 TGLITCH_V输出电压波动滤波时间 RPDR_D-D-下拉电阻 RDS_N1开关N1导通电阻 RDS_N2开关N2导通电阻 RDS_N3开关N3导通电阻 RDS_N4开关N4导通电阻 RDS_N5开关N5导通电阻 CDCP_PWR数据线路电容 测试条件 VVDD上升VVDD下降IVDD=3mAN1=N2=N3=OFF 最小值 典型值 3.753.656.11251.21 Vout>0.8VRR=91kΩRR=91kΩRR=91kΩ VDD-0.6 IN1=200uAIN2=200uAIN3=200uAIN4=200uAIN5=200uA,VD+<3.6V 3252 101250 14017 101 最大值 300300300300 单位 VVVμAV mVVVmsmsmsmskΩΩΩΩΩΩnF V1.1 ShenzhenTPOWERSemiconductor
3 内部框图 TP1001支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 应用说明 TP1001是一款支持QC2.0快速充电协议的低成本接口控制芯片。
TP1001集成了所有必要的功能，可以将QC2.0功能添加到AC/DC适配器、充电器和移动电源等其他开关电源设备中，以实现对支持QC2.0协议的受电设备的快速充电功能。
TP1001支持QC2.0协议的整个输出电压范围，包括A类规范的输出电压范围(5V,9V,12V)和B类规范的输出电压范围(5V,9V,12V,20V)。
TP1001可以自动检测出受电设备为支持QC2.0协议或者为支持USB电池充电规范1.2版本，并且相应的启用输出电压调节功能。
VDD启动/欠压锁定 芯片启动时，当VDD电压上升到启动电压阈值时，芯片内部的逻辑电路开始正常工作。
当VDD电压下降到欠压锁定阈值时,芯片内部的逻辑电路停止工作并复位。
一旦VDD电压下降到芯片的欠压锁定阈值以下时，必须重新上升到芯片的启动电压阈值后,芯片才能重新开始工作。
芯片基准电流 基准电压输出引脚R连接到芯片内部的带隙基准电压，通过连接电阻到地可以设置芯片的基准电流并为内部定时电路提供精准的定时时间。
RR建议取值为RR=91kΩ。
电源稳压器 如典型应用电路图所示，开关电源的输出电压VOUT通过芯片外部的供电电阻RVDD对芯片进行供电。
当供电电流大于芯片内部所需要的工作电流时，芯片内部的电源稳 压器会将VDD电压钳位在VDD钳位电压阈值，典型值为6.1V。
这有助于5V~20V的宽开关电源输出电压通过RVDD和CVDD来对TP1001进行外部供电。
RVDD和CVDD的建议取值为RVDD=3.3kΩ和CVDD=1uF。
QC2.0协议接口 TP1001启动时，当VDD电压达到芯片启动电压阈值后的20ms或更短时间内，开关N5导通(见内部框图)。
此时开关N4以及输出控制开关N1~N3保持关断。
这时电源设定为默认的5V输出电压值。
当D+和D-短路后，就可以开始USB电池充电规范1.2版本中所述的专用充电接口(DCP)与受电设备(PD)之间的正常握手。
开关N5导通后，TP1001开始监测D+的电压值。
如果该值连续高 V1.1 ShenzhenTPOWERSemiconductor
4 TP1001支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 于VDAT_REF(典型值325mV)并且低于VSEL_REF(典型值2V)至少1.25秒，TP1001将进入QC2.0工作模式。
在QC2.0模式下，只要D+的电压低于VDAT_REF，TP1001将复位1.25秒计时器，进入USB电池充电规范1.2版兼容模式，开关电源默认输出5V电压值。
TP1001进入QC2.0工作模式后，开关N5将关断。
此时，开关N4导通，将D-通过一个17kΩ的下拉电阻连接到地。
一旦D-的电压下降到VDAT_REF以下并持续至少1ms时，TP1001立即开始接受受电设备通过数据线路D+和D-施加的不同输出电压请求。
下表是经过汇总的输出电压查 找表，将专用充电接口(DCP)的输出电压与开关N1，N2和N3的状态进行对应说明。
D+0.6V3.3V3.3V0.6V D0.6V0.6V3.3VGND 输出电压 12V9V20V5V(默认) 开关状态N1=N2=ON，N3=OFFN1=ON，N2=N3=OFFN1=N2=N3=ONN1=N2=N3=OFF 当USB线缆断开时，D+的电压值被下拉电阻RPDR_D+拉低（见典型应用图）。
一旦D+的电压低于VDAT_REF时，TP1001将导通开关N5从而将D+和D-短路并且关断开 关N1~N4。
这时TP1001进入USB电池充电规范1.2版 兼容模式，电源默认输出5V电压值。
RPDR_D+的建议取值为RPDR_D+=390kΩ。
保护功能 TP1001具有多种保护功能以保证系统的稳定和可靠。
包括可选的B类规范输出电压抑制，芯片引脚开路保护，芯片相邻引脚短路保护和芯片供电欠压保护等。
当TP1001只应用在QC2.0协议的A类规范的输出电压范围(5V,9V,12V)时，可以通过将芯片的V3引脚短接到VDD来实现。
此时TP1001抑制受电设备通过数据线路D+和D-施加的任何20V输出电压的请求。
PCB布局 TP1001在进行PCB布局时，建议按以下规则进行： 走线 V1,V2,V3连接到开关电源的反馈网络，其走线要尽可能的短；芯片的地线离开关电源的反馈网络的地线要尽可能的短；同时走线要远离开关电源的干扰源。
TP1001部分电路的地线必须先回到开关电源输出电容的地，再与电路其它部分的地线连接。
旁路电容 VDD的旁路电容尽可能的紧靠芯片的VDD引脚和GND引脚。
D+和D-电容 为了减小开关电源对TP1001的检测干扰，USBD+和D这两个输入引脚必须加旁路滤波电容到地，且电容须尽可能的紧靠芯片的D+和D-引脚。
CD+和CD-的建议取值为CD+=CD-=100nF。
当PCB布局走线不合理时，CD+和CD的取值可以在不影响TP1001检测功能的情况下，根据实际情况适当加大。
R电阻 芯片基准电流设置电阻尽可能的紧靠芯片的R引脚。
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5 封装外形尺寸 SOP8L TP1001支持QC2.0快速充电协议的接口控制芯片 符号 AA1A2bcDEE1eL 最小值1.350.081.200.330.174.705.803.70 0.380 毫米标准值 1.600.151.40 4.906.003.901.27BSC.0.60- 最大值1.770.281.650.510.265.106.204.10 1.278 注明:本公司对本文档有修改的权利,本公司对本文档的修改恕不另行通知。
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