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ZHCSQQ3 March 2024 TPS1213-Q1

ADVANCE INFORMATION

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

DGX|19
- MPSS147

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

zhcsqq3_oa

8.3.2 外部元件选型

通过执行节 8.2.2中所述的类似设计过程，外部元件值计算如下：

C_BST = 150nF
R_ISCP = 20.2kΩ，用于将短路保护阈值设置为 100A
C_TMR = 3.3nF，用于将短路保护延迟设置为 50μs
分别选择 470kΩ 和 107kΩ 的 R4 和 R5 以将 VIN 欠压锁定阈值设置为 6.5V

对浪涌电流进行编程 – R₃ 和 C_DVDT 选型

请使用以下公式来计算 I_INRUSH：

方程式 24.

I_{I N R U S H} = C_{O U T} \times \frac{V_{B A T T_M A X}}{T_{c h a r g e}}

根据方程式 24 中计算出的 I_INRUSH，使用以下公式计算所需的 C_g。

方程式 25.

C_{g} = \frac{C_{L O A D} \times I_{(G)}}{I_{I N R U S H}}

其中，

I_(G) 为 165µA（典型值）。

要将 I_INRUSH 设置为 1.76A，计算出的 C_g 值应大约为 20.6nF。

串联电阻 R_g 必须与 C_g 一起用于限制关断期间来自 C_g 的放电电流。选择的 R₃ 值为 100Ω，C_g 为 22nF。

对负载唤醒阈值进行编程 – R_BYPASS 和 Q₃ 选型

在正常运行期间，电阻 R_BYPASS 与旁路 FET R_DSON 一起用于设置负载唤醒电流阈值。

选择 MOSFET Q₃ 时，重要的电气参数包括最大持续漏极电流 I_D、最大漏源电压 V_DS(MAX)、最大栅源电压 V_GS(MAX) 以及漏源导通电阻 R_DSON。

根据设计要求，选择的是 BUK7J1R4-40H，其电压等级为：

40V V_DS(MAX) 和 ±20V V_GS(MAX)
当 V_GS 为 10V 时，R_DS(ON) 的典型值为 1.06mΩ
MOSFET Q_g(total) 的典型值为 73nC
MOSFET V_GS(th) 的最小值为 2.4V
MOSFET C_ISS 的典型值为 5.4nF

与负载唤醒阈值相同的短路阈值电压 V_(SCP/LWU) 的建议范围为 30mV 至 500mV。接近下限阈值 30mV 的值可能会受到系统噪声的影响。接近上限阈值 500mV 的值将导致较高的短路电流阈值。为了最大限度减少这两个问题，选择 50mV 作为短路阈值电压或负载唤醒阈值电压。

V_(SCP/LWU) 值也可以根据所选的 R_ISCP 电阻通过以下公式进行计算：

方程式 26.

V_{(S C P / L W U)} (m V) = 2 μ A \times R_{I S C P} + 10 m V

可以使用以下公式选择 R_BYPASS 电阻值：

方程式 27.

R_{B Y P A S S} = \frac{V_{(S C P / L W U)}}{I_{L W U}} - R_{D S O N_B Y P A S S}

请参阅节 8.1.1.2部分中的方程式 13，了解 IC 最终修订版中的公式更新。

要将负载唤醒阈值设置为 50mA，R_BYPASS 的计算值应为大约 1Ω。

可通过以下公式计算旁路电阻器的平均额定功率：

方程式 28.

P_{A V G} = {I_{L W U}}^{2} \times R_{B Y P A S S}

计算得出的 R_BYPASS 平均功率耗散大约为 0.0025W

以下公式可计算旁路电阻器中的峰值功率耗散：

方程式 29.

P_{P E A K} = \frac{{V_{BATT_MAX}}^{2}}{R_{B Y P A S S}}

R_BYPASS 的峰值功率耗散计算值大约为 256W

在 LPM 短路的情况下，上电的峰值功率耗散时间可根据以下公式计算得出：

方程式 30.

T_{P U L S E} = C_{I S S} \times \frac{(V_{(G 2_G O O D)} - V_{G S (t h)})}{I_{(G 2)}} + 10 µ s

其中，

V_{(G2_GOOD)} 是内部阈值，值为 7V（典型值）。

I_(G2) 为 165μA（典型值）。

V_GS(th) 是栅源电压，C_ISS 是所选旁路 FET 的有效输入电容。

根据方程式 30 计算出的 T_PULSE 值大约为 769μs。

为了在超过方程式 30 中计算得出的 T_PULSE 时间内支持平均功率耗散和峰值功率耗散，需要使用一个 1Ω、1.5W、1% CRCW25121R00FKEGHP 电阻器。

TI 建议设计人员与电阻制造商分享旁路电阻器的整个功率耗散曲线并获取他们的建议。

可根据以下公式计算旁路路径中的峰值短路电流：

方程式 31.

I_{P E A K_B Y P A S S} = \frac{V_{I N_M A X}}{R_{B Y P A S S}}

根据方程式 27中选择的 R_BYPASS，计算出 I_{PEAK_BYPASS} 的值为 16A。

TI 建议设计人员确保旁路路径 (Q₃) 的工作点（V_{BATT_MAX}、I_{PEAK_BYPASS}）处于 SOA 曲线内的时间超过方程式 30 中计算的 T_PULSE。