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用，如通信設備、消費電子以及其他需要穩定電源供應的系統。TPS2116 具有雙電源輸入的自動切換功能，能夠在主電源失效時無縫切換到備用電源，確保設備始終處于穩定工作狀態。本文將詳細介紹 TPS2116 的常見型號、參數、工作原理、特點、作用和應用，幫助讀者更好地理解這款芯片的功能和應用領域。

1. TPS2116 簡介

TPS2116 是一款具有兩路輸入電源的電源選擇開關芯片，能夠自動在主電源和備用電源之間進行切換。該芯片設計用于確保系統能夠在主電源斷電時，繼續從備用電源獲取電力供應，從而避免因電源中斷造成的系統停機。TPS2116 可以廣泛應用于各種需要高可靠性電源管理的場合，尤其適用于需要冗余電源的設備。

2. 常見型號及其特點

TPS2116 的常見型號通常以封裝類型和功能有所區分，主要包括：

• TPS2116A：標準型號，具備基本的雙電源輸入切換功能，適用于大多數常規應用。

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

根據具體的應用需求，選擇不同型號的 TPS2116 可以滿足不同的電流需求和系統穩定性要求。

3. 主要參數

TPS2116 的主要技術參數包括輸入電壓范圍、輸出電壓、輸出電流、切換時間、工作溫度等，這些參數決定了其在實際應用中的表現和適用場景。

• 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，這使得它能夠適應多種電源電壓。

• 輸出電流：該芯片能夠提供高達 5A 的輸出電流，適用于大多數中高功率應用。

• 切換時間：TPS2116 的電源切換速度較快，通常為微秒級別，能夠確保電源切換過程中的電壓波動最小。

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

這些參數保證了 TPS2116 在多種應用中的可靠性和穩定性，特別是在需要電源冗余和高電流輸出的場合。

4. 工作原理

TPS2116 的工作原理主要基于兩個輸入電源的電壓比較與選擇。當系統接入主電源時，TPS2116 會優先從主電源供電。一旦主電源出現故障或電壓下降到低于設定值時，芯片會自動切換到備用電源供電。切換過程是無縫的，系統不會因為電源切換而出現中斷，確保了電源的連續性和設備的可靠性。

TPS2116 內部包含有電壓監測電路和開關電路，能夠實時監控電源的狀態，并根據信號自動控制切換過程。芯片的自動切換功能不僅保證了電源的冗余性，還減少了人工干預的需要，提高了系統的自動化水平。

5. 主要特點

• 自動電源切換：TPS2116 最大的特點是能夠自動在兩個電源之間進行切換，這使得系統能夠在主電源失效時立即切換到備用電源，保證系統穩定運行。

• 高電流承載能力：該芯片支持最高 5A 的輸出電流，能夠為功率較大的設備提供足夠的電力供應。

• 低電壓損失：TPS2116 采用高效的開關結構，能夠最小化電壓損失，確保輸出電壓穩定。

• 快速切換時間：芯片的切換時間非常短，通常在微秒級別，這意味著電源切換不會引起明顯的電壓波動，系統可以快速恢復正常工作。

• 寬工作溫度范圍：TPS2116 具有 -40℃ 到 +125℃ 的工作溫度范圍，適應惡劣的工作環境。

• 簡化電路設計：由于內置了電源選擇功能，使用 TPS2116 可以大大簡化電路設計，不需要額外的外部開關元件。

這些特點使得 TPS2116 成為廣泛應用于通信設備、電力系統、醫療設備等領域的重要組件。

6. 作用與應用

TPS2116 的主要作用是確保電源的穩定性和連續性，尤其適用于需要冗余電源的應用場合。以下是一些典型應用：

• 通信設備：在通信設備中，電源穩定性至關重要。TPS2116 可以為通信設備提供冗余電源，確保設備在電源故障時仍能正常工作。

• 數據中心：數據中心對電源的可靠性要求極高。TPS2116 可以用于數據中心的電源管理系統，確保在主電源發生故障時，備用電源能夠無縫接管，避免服務中斷。

• 工業控制系統：在工業自動化控制系統中，電源故障可能會導致生產中斷。TPS2116 可用于這些系統的電源管理，確保電力供應不中斷。

• 醫療設備：醫療設備的電源可靠性直接關系到患者的安全。TPS2116 可在醫療設備中提供高可靠性的電源冗余，確保設備持續運行。

• 便攜式設備：在便攜式設備中，TPS2116 可以提供冗余電池供電，確保設備在電池電量低時不會突然斷電。

7. 應用電路設計

在實際應用中，TPS2116 的電路設計相對簡單。通常只需要連接兩個電源輸入端，并且通過外部電阻和電容元件進行必要的濾波和穩壓。TPS2116 的輸出端與系統的電源輸入端連接，通過芯片內置的開關電路，自動選擇主電源或備用電源供電。

設計時需要注意以下幾點：

• 電源輸入：確保兩個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定性，通常需要在輸出端連接適當的電容進行濾波。

• 電流限制：雖然 TPS2116 支持高達 5A 的輸出電流，但在設計中仍需確保電源系統的電流需求不超過芯片的額定電流值。

8. 總結

TPS2116 是一款功能強大、應用廣泛的電源管理芯片，憑借其自動切換電源的能力、高電流承載能力和簡化電路設計的特點，已成為許多關鍵系統中不可或缺的組件。無論是在通信設備、數據中心、工業控制還是醫療設備中，TPS2116 都能夠提供可靠的電源冗余解決方案，確保系統的穩定運行。通過理解 TPS2116 的工作原理和應用特點，工程師可以更好地應用這款芯片，提升系統的可靠性和穩定性。