TPS2116 是德州儀器（Texas Instruments）推出的一款集成電源管理芯片，主要用于多輸入電源選擇應(yīng)用，如通信設(shè)備、消費(fèi)電子以及其他需要穩(wěn)定電源供應(yīng)的系統(tǒng)。TPS2116 具有雙電源輸入的自動(dòng)切換功能，能夠在主電源失效時(shí)無(wú)縫切換到備用電源，確保設(shè)備始終處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。本文將詳細(xì)介紹 TPS2116 的常見型號(hào)、參數(shù)、工作原理、特點(diǎn)、作用和應(yīng)用，幫助讀者更好地理解這款芯片的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。

1. TPS2116 簡(jiǎn)介

TPS2116 是一款具有兩路輸入電源的電源選擇開關(guān)芯片，能夠自動(dòng)在主電源和備用電源之間進(jìn)行切換。該芯片設(shè)計(jì)用于確保系統(tǒng)能夠在主電源斷電時(shí)，繼續(xù)從備用電源獲取電力供應(yīng)，從而避免因電源中斷造成的系統(tǒng)停機(jī)。TPS2116 可以廣泛應(yīng)用于各種需要高可靠性電源管理的場(chǎng)合，尤其適用于需要冗余電源的設(shè)備。

2. 常見型號(hào)及其特點(diǎn)

TPS2116 的常見型號(hào)通常以封裝類型和功能有所區(qū)分，主要包括：

• TPS2116A：標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，具備基本的雙電源輸入切換功能，適用于大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用。

• TPS2116B：增強(qiáng)型型號(hào)，具有更高的電流承載能力，適合功率較大的系統(tǒng)。

根據(jù)具體的應(yīng)用需求，選擇不同型號(hào)的 TPS2116 可以滿足不同的電流需求和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求。

3. 主要參數(shù)

TPS2116 的主要技術(shù)參數(shù)包括輸入電壓范圍、輸出電壓、輸出電流、切換時(shí)間、工作溫度等，這些參數(shù)決定了其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)和適用場(chǎng)景。

• 輸入電壓范圍：TPS2116 支持較寬的輸入電壓范圍，通常為 4.5V 到 5.5V，這使得它能夠適應(yīng)多種電源電壓。

• 輸出電流：該芯片能夠提供高達(dá) 5A 的輸出電流，適用于大多數(shù)中高功率應(yīng)用。

• 切換時(shí)間：TPS2116 的電源切換速度較快，通常為微秒級(jí)別，能夠確保電源切換過(guò)程中的電壓波動(dòng)最小。

• 工作溫度：TPS2116 的工作溫度范圍為 -40℃ 到 +125℃，能夠在廣泛的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作。

這些參數(shù)保證了 TPS2116 在多種應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性，特別是在需要電源冗余和高電流輸出的場(chǎng)合。

4. 工作原理

TPS2116 的工作原理主要基于兩個(gè)輸入電源的電壓比較與選擇。當(dāng)系統(tǒng)接入主電源時(shí)，TPS2116 會(huì)優(yōu)先從主電源供電。一旦主電源出現(xiàn)故障或電壓下降到低于設(shè)定值時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)切換到備用電源供電。切換過(guò)程是無(wú)縫的，系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)殡娫辞袚Q而出現(xiàn)中斷，確保了電源的連續(xù)性和設(shè)備的可靠性。

TPS2116 內(nèi)部包含有電壓監(jiān)測(cè)電路和開關(guān)電路，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電源的狀態(tài)，并根據(jù)信號(hào)自動(dòng)控制切換過(guò)程。芯片的自動(dòng)切換功能不僅保證了電源的冗余性，還減少了人工干預(yù)的需要，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

5. 主要特點(diǎn)

• 自動(dòng)電源切換：TPS2116 最大的特點(diǎn)是能夠自動(dòng)在兩個(gè)電源之間進(jìn)行切換，這使得系統(tǒng)能夠在主電源失效時(shí)立即切換到備用電源，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

• 高電流承載能力：該芯片支持最高 5A 的輸出電流，能夠?yàn)楣β瘦^大的設(shè)備提供足夠的電力供應(yīng)。

• 低電壓損失：TPS2116 采用高效的開關(guān)結(jié)構(gòu)，能夠最小化電壓損失，確保輸出電壓穩(wěn)定。

• 快速切換時(shí)間：芯片的切換時(shí)間非常短，通常在微秒級(jí)別，這意味著電源切換不會(huì)引起明顯的電壓波動(dòng)，系統(tǒng)可以快速恢復(fù)正常工作。

• 寬工作溫度范圍：TPS2116 具有 -40℃ 到 +125℃ 的工作溫度范圍，適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。

• 簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)：由于內(nèi)置了電源選擇功能，使用 TPS2116 可以大大簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，不需要額外的外部開關(guān)元件。

這些特點(diǎn)使得 TPS2116 成為廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、電力系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的重要組件。

6. 作用與應(yīng)用

TPS2116 的主要作用是確保電源的穩(wěn)定性和連續(xù)性，尤其適用于需要冗余電源的應(yīng)用場(chǎng)合。以下是一些典型應(yīng)用：

• 通信設(shè)備：在通信設(shè)備中，電源穩(wěn)定性至關(guān)重要。TPS2116 可以為通信設(shè)備提供冗余電源，確保設(shè)備在電源故障時(shí)仍能正常工作。

• 數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心對(duì)電源的可靠性要求極高。TPS2116 可以用于數(shù)據(jù)中心的電源管理系統(tǒng)，確保在主電源發(fā)生故障時(shí)，備用電源能夠無(wú)縫接管，避免服務(wù)中斷。

• 工業(yè)控制系統(tǒng)：在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，電源故障可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。TPS2116 可用于這些系統(tǒng)的電源管理，確保電力供應(yīng)不中斷。

• 醫(yī)療設(shè)備：醫(yī)療設(shè)備的電源可靠性直接關(guān)系到患者的安全。TPS2116 可在醫(yī)療設(shè)備中提供高可靠性的電源冗余，確保設(shè)備持續(xù)運(yùn)行。

• 便攜式設(shè)備：在便攜式設(shè)備中，TPS2116 可以提供冗余電池供電，確保設(shè)備在電池電量低時(shí)不會(huì)突然斷電。

7. 應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

在實(shí)際應(yīng)用中，TPS2116 的電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。通常只需要連接兩個(gè)電源輸入端，并且通過(guò)外部電阻和電容元件進(jìn)行必要的濾波和穩(wěn)壓。TPS2116 的輸出端與系統(tǒng)的電源輸入端連接，通過(guò)芯片內(nèi)置的開關(guān)電路，自動(dòng)選擇主電源或備用電源供電。

設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

• 電源輸入：確保兩個(gè)電源輸入的電壓范圍符合 TPS2116 的輸入要求，以保證芯片的正常工作。

• 輸出電容：為了保證輸出電壓的穩(wěn)定性，通常需要在輸出端連接適當(dāng)?shù)碾娙葸M(jìn)行濾波。

• 電流限制：雖然 TPS2116 支持高達(dá) 5A 的輸出電流，但在設(shè)計(jì)中仍需確保電源系統(tǒng)的電流需求不超過(guò)芯片的額定電流值。

8. 總結(jié)

TPS2116 是一款功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛的電源管理芯片，憑借其自動(dòng)切換電源的能力、高電流承載能力和簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，已成為許多關(guān)鍵系統(tǒng)中不可或缺的組件。無(wú)論是在通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)控制還是醫(yī)療設(shè)備中，TPS2116 都能夠提供可靠的電源冗余解決方案，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)理解 TPS2116 的工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，工程師可以更好地應(yīng)用這款芯片，提升系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。