雙槽PCMCIA/CardBus電源控制器TPS2216應用

2019-11-03 10:02:53

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FIC大眾電腦公司牛俊峰

　　摘要：介紹了雙槽PCMCIA/CardBus電源控制器TPS2216的功能特點，正常工作溫度設計，并給出了TPS2216的典型設計電路。

　　關鍵詞：PCMCIA；CardBus控制器；串行接口

　　前言

　　TPS2216是TI公司生產的雙槽PCMCIA/CardBus電源控制器，具有兩組可編程電源輸出xVCC(0V，3.3V，5V)和xVPP(0V，3.3V，5V，12V)。xVCC最大電流可達1A，xVPP最大電流250mA。 TPS2216完全符合PC卡工業協會的電源接口規范，并有低開關阻抗、短路保護和過溫保護等特點，休眠狀態最大靜態電流消耗只有150mA。適用于便攜式電腦，PDA，數碼相機，條碼掃描儀等多種終端設備。TPS2216采用兩種封裝形式：DB 30引腳封裝和DAP 32引腳封裝。

圖1 TPS2216內部結構圖

圖2 串行接口工作時序圖

圖3 TPS2216典型應用電路

　　TPS2216

　　TPS2216的框圖如圖1所示，下面對其主要組成模塊作一介紹。

　　數字開關模塊

　　TPS2216內建數字開關模塊，通過可編程邏輯開關組，選擇xVCC和xVPP工作電壓輸出，每組可編程邏輯開關都有電流感測FET監測xVCC和xVPP的輸出電壓，而電流感應FET不像感測電阻和保險絲電路那樣增大電源開關的有效阻抗，產生電源損耗和電壓降，充分滿足開關組工作的電壓精度要求。TPS2216有兩種可編程開關狀態由Mode引腳控制：TPS2206開關模式， TPS2216開關模式。

　　數字開關模塊通過數字開關選通3.3V， 5V，12V電壓輸出，每組數字開關都有過電流檢測控制，TPS2216 xVCC的過電流限制可達1A~2.2A， xVPP的過電流限制在250mA~500mA之間。通過串口界面DATA， CLOCK，LATCH信號與PC卡控制器(PCMCIA/CardBus Controller)作數據交換，控制可編程邏輯開關，調節組電源電壓輸出。圖2示出串行接口工作時序，采用TDS694C型示波器測量3個信道信號：串口數據信號，串口數據鎖存信號，串口時鐘信號的工作時序。如圖所示，串行數據在LATCH信號上升沿被鎖存。

　　過電流保護模塊

　　PC卡電源控制器必須有短路保護、過壓保護等措施以應對PC卡不正常插拔方式帶來的損害，TPS2216采用雙端過電流保護模式，專門設計用于電源開關開啟時有過電流發生或輸出短路的情況。當有過電流發生時，TPS2216會通過OC#引腳向MCU或主控制器發出過電流警報信號，如果過電流狀態持續發生，超出IC臨界工作溫度，TPS2216將開啟熱保護電路，關閉所有輸出電壓，直至IC的溫度降至正常工作范圍。 IC臨界工作溫度根據下式計算：

　　Tj=(S(RDS(on)×I2)×RqJA)+TA

　　其中：Tj為IC管芯臨界工作溫度，RDS(on)為開關阻抗，RqJA為功率耗散因數的倒數，TA為IC工作環境溫度

　　TPS2216典型應用電路設計

　　TPS2216典型應用電路如圖3所示，正常情況下有3組電源輸入：12V， 5V，3.3V，為克服噪聲干擾，TPS2216對待三種輸入電源：12V采用1顆10mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容，5V采用1顆33mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容，3.3V采用1顆33mF鉭電容和1顆0.1mF陶瓷電容濾波，降低電源輸入噪聲。 TPS2216支持2組電源輸出，建議在TPS2216組電源輸出端(xVPP，xVCC)加1顆0.1mF的陶瓷電容以增強IC的抗靜電(ESD)能力。同時在布線的時候應注意盡量保持TPS2216與接口插槽的距離限制，避免因TPS2216內部數字開關工作頻率過高，致使PCB走線上電壓降過大，產生瞬間大電流，燒毀PC卡等設備。

　　結語

　　TPS2216極其適合各種配備PCMCIA/CardBus的數字終端設備使用，高兼容性的接口規范、低電壓消耗、高轉換精度等特點給整體設計工作帶來極大方便，有效降低成本，縮短開發周期。

　　參考文獻:

　　1. PC Card Power-Interface Switch TPS2216,Datasheet,Texas Instruments，1999

　　2. PCI-to-Cardbus Bridges PCI122x Implementation Guide,Texas Instruments，1999

　　3. Dual Slot PCMCIA/CardBus Power Controller MIC2563A，Datasheet，Micrel Co.，1999

　　
摘自《電子產品世界》

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