通用串行總線USB已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了；一開始，USB 有獨(dú)占的主從主機(jī)。一次數(shù)據(jù)傳輸主要來(lái)自PC，二次傳輸是到手機(jī)、鼠標(biāo)或鍵盤。然而，隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)展，從智能手機(jī)到 USB 驅(qū)動(dòng)器、從平板電腦到智能手機(jī)以及從相機(jī)到打印機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸需求增加。

USB On-the-Go (OTG) 是一種規(guī)范，使設(shè)備能夠充當(dāng)主要或次要主機(jī)。USB OTG 廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦、智能手機(jī)、EPOS（電子銷售點(diǎn)）和移動(dòng)電源。主要和次要主機(jī)的角色可以根據(jù)協(xié)議而改變。例如，數(shù)據(jù)可以從智能手機(jī)或相機(jī)存儲(chǔ)在 USB 驅(qū)動(dòng)器中，智能手機(jī)還可以在連接到 PC 作為主要主機(jī)時(shí)充當(dāng)輔助主機(jī)。數(shù)碼相機(jī)照片可以直接上傳到打印機(jī)，不再需要通過(guò)PC傳輸。“輔助”和“輔助”主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。它在我們的日常生活中真的很神奇和有用。圖1顯示了市場(chǎng)上的USB OTG磁盤和一些USB OTG電纜。

圖 1：USB OTG 驅(qū)動(dòng)器（左）和 USB 電纜（右）

OTG功能在便攜式設(shè)備中非常流行，其中大部分由鋰離子（Li-ion）電池（2.7V至4V）供電。USB OTG 電源（通常為 5V）需要升壓轉(zhuǎn)換器。

隨著數(shù)據(jù)速度的提高，USB 實(shí)施者論壇多次更新了電源規(guī)范，并于 2016 年發(fā)布了最新的 USB OTG 設(shè)備 USB 供電 (PD) 規(guī)范。在該 USB PD 規(guī)范中，5V 時(shí)的最大電流為 3A。

TI 的最高效率升壓轉(zhuǎn)換器TPS61230A 可以涵蓋符合此規(guī)范的大多數(shù)應(yīng)用。

TPS61230A 器件是一款高效全集成同步升壓轉(zhuǎn)換器。該器件集成了 6A、21mΩ 和 18mΩ 電源開關(guān)。當(dāng)以 2.5V 輸入電源供電時(shí)，該開關(guān)能夠在 5V 輸出下提供高達(dá) 2.4A 的輸出電流。憑借低 RDS_ON 開關(guān)，該器件的功率轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 96%，最大限度降低了緊湊型封裝中的熱應(yīng)力。

典型運(yùn)行頻率為 1.15MHZ，因此可使用小型電感和電容實(shí)現(xiàn)小型封裝尺寸。TPS61230A 通過(guò)一個(gè)外部電阻分壓器提供可調(diào)節(jié)輸出電壓。

在輕載條件下，TPS61230A 自動(dòng)進(jìn)入 PFM 操作模式，從而在最低靜態(tài)電流下實(shí)現(xiàn)效率最大化。在關(guān)斷期間，通過(guò)將 EN 引腳拉至邏輯低電平，負(fù)載可與輸入完全斷開，輸入流耗同時(shí)降至 1.0μA 以下。

該器件在輸出短路時(shí)進(jìn)入斷續(xù)保護(hù)模式并在短路結(jié)束后自動(dòng)恢復(fù)正常。集成了其他 特性， 如輸出過(guò)壓保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)。

該器件采用 2.00mm x 2.00mm x 0.9mm VQFN 封裝，所需外部組件最少

· 輸入電壓范圍：2.5V 至 4.5V

· 輸出電壓范圍：2.5V 至 5.5V

· 兩個(gè) 21mΩ (LS)/18mΩ (HS) 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET)

· 20μA 靜態(tài)電流

· 6A 谷值開關(guān)電流限值

· 1.15MHz 準(zhǔn)恒定開關(guān)頻率

· 輕負(fù)載條件下以脈頻調(diào)制 (PFM) 模式運(yùn)行

· 1.05ms 軟啟動(dòng)時(shí)間

· 真正實(shí)現(xiàn)負(fù)載斷開連接

對(duì)于大多數(shù)便攜式設(shè)備，由于智能手機(jī)內(nèi)部空間有限，封裝尺寸和熱性能至關(guān)重要。所述TPS61230A 實(shí)現(xiàn)尺寸和性能（效率，熱的）之間的良好平衡，并且滿足從鋰離子電池USB PD的最大5V / 2.4A功率需求，如圖2中所示。

圖 2：USB OTG Vbus 電源框圖

的TPS61230A 基于與一個(gè)4.8A最小開關(guān)電流極限的谷電流限制模式控制方案。該器件集成了兩個(gè)低 R DS(on) FET（18mΩ/高速，21mΩ/低速），從而實(shí)現(xiàn)更高的效率和良好的熱性能。如圖3所示，在室溫條件下，VIN=3.6V、VOUT=5.0V、IOUT=2.0A只會(huì)實(shí)現(xiàn)25°C的溫升。

圖 3：熱性能和 EVM

TPS61230A 頻率可高達(dá) 1.15MHz，以實(shí)現(xiàn)小型電感器和電容器。TPS61230A 結(jié)構(gòu)緊湊；QFN（四方扁平無(wú)引線）2mm x 2mm 封裝只有七個(gè)引腳輸出。封裝下方的增強(qiáng)型電源總線有利于散熱（在電源總線下方帶有過(guò)孔的熱阻為 56°C/W）。所述TPS61230A 是很容易的電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而7個(gè)引腳出化妝印刷電路板（PCB）布局很容易的。

圖 4 顯示了不同輸入電壓下的效率曲線。所述TPS61230A 具有在V 3A的優(yōu)異的輸出容量OUT = 5V和V IN = 3.6V; 效率可高達(dá)94%。

圖 4：測(cè)試條件：V OUT = 5V，L = 1μH (XFL4020-102MEB)

總而言之，由于高側(cè)和低側(cè) MOSFET 的導(dǎo)通電阻都很低，TPS61230A 可以使我們的設(shè)計(jì)更緊湊、更涼爽但功能更強(qiáng)大。