便携式电子销售点终端(EPOS)设备在全球范围内越来越受欢迎

本文合著者为Matthew Xiong。

便携式电子销售点终端(EPOS)在全世界变得越来越流行。与传统的桌面设备不同，便携式EPOS设备的电池寿命有限，需要通过USD接口或其他连接设备频繁充电。

随着快速充电技术在便携式电子产品市场的发展，便携式EPOS设备很可能也会采用这一功能。随着便携式设备开始采用更大的电池，需要能够提供更大功率的充电适配器来实现快速充电。不同的厂商提出了一些方法，但是每种方法都要求电源连接器采用较高的输入电压。更高的输入电压可以让更多的电能进入系统，实现快速充电，同时电流也不会超过连接器的载流能力极限。适配器的电压默认设置为通常的5V(USB VBUS)电平，但外部适配器和移动设备之间的D /D-数据线上的信号传输可以根据需要使适配器根据协议输出更高的电压。典型值包括5、9、12或20V输出级，具体取决于适配器容量。系统中的充电集成电路(IC)或应用处理器控制信号传输，使得适配器输出适当的电压电平。

通常，当您插入USB连接器时，您需要使用模拟开关在微控制器[MCU])和电池充电器之间传输功率，例如配备MaxCharge技术的bq25890快速充电器，如图1所示。MCU在第一次连接时控制D /D-。它将检测对象是适配器还是USB连接设备。

图USB和充电器应用的典型应用图

根据所连接的设备，信号可能会通过USB连接器发送到不同的目的地。这需要USB开关正确发送信号。在这种情况下，可以使用任何符合设计带宽、配置和电压范围的USB开关。TI提供多种USB开关，在配置、电压范围、导通电阻(RON)和带宽方面有很宽的选择范围。

该应用不能承受高电压。因为快充一般工作在9V电压，而MCU可以不能承受9V电压，因此MCU必须始终避免接触该电压。

USB连接器插座有四个引脚，从右到左分别是VBUS、D-、D-和GND，如图2所示。在协议的快速充电状态之后，VBUS的电压将是9V。

图2: USB开关和引脚描述

当VBUS电压达到9V时，如果将USB插头拔出或以一定角度拔出，VBUS引脚和连接器的D引脚可能会短路。这将导致连接到D引脚的MCU暴露于VBUS，从而损坏MCU，如图3所示。

图3:在3:9V电压下不使用TS3USB3000时短路的后果。

TS3USB3000 USB开关可以在9V电压下保护MCU，并在MCU和充电器/通用异步收发器(UART)之间进行切换，如图4所示。充电器连接到USB端口后，MCU将检测连接的充电器，并将输出使能(OE)引脚拉高至禁用开关的高度。MCU将与充电器通信，表明它可以采用VBUS协议在9V电压下更快的充电模式，如图4所示。TS3USB3000现在处于低功耗状态，开关被禁用，可以保护MCU。

TS3USB3000开关有两个用途：在主机和充电器之间切换，以及在5V到9V的电压下保护MCU。对于第一种应用，您可以使用任何USB开关，具体取决于设计所需的带宽和RON类型。但对于第二种应用，则需要TS3USB3000等专用USB开关为MCU提供短路保护。

对于需要在9V电压下工作的设计，TS3USB3000可以实现这两个目的。该设备可以轻松地在主机和MCU之间切换，并且在插拔USB连接器时，如果VBUS和D- pin之间发生短路，它可以保护MCU。

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