ZHCSQQ3 March   2024 TPS1213-Q1

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 开关特性
  7. 参数测量信息
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 电荷泵和栅极驱动器输出(VS、G1PU、G1PD、BST、SRC)
      2. 7.3.2 容性负载驱动
        1. 7.3.2.1 使用低功耗旁路 FET(G2 驱动器)为负载电容器充电
        2. 7.3.2.2 使用主 FET(G1 驱动器)栅极压摆率控制
      3. 7.3.3 短路保护
        1. 7.3.3.1 带自动重试的短路保护
        2. 7.3.3.2 带闭锁的短路保护
      4. 7.3.4 器件功能模式
        1. 7.3.4.1 状态图
        2. 7.3.4.2 状态转换时序图
        3. 7.3.4.3 断电
        4. 7.3.4.4 关断模式
        5. 7.3.4.5 低功耗模式
        6. 7.3.4.6 工作模式
      5. 7.3.5 欠压保护 (UVLO)
      6. 7.3.6 反极性保护
      7. 7.3.7 短路保护诊断 (SCP_TEST)
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 应用限制
        1. 8.1.1.1 短路保护延迟
        2. 8.1.1.2 短路保护和负载唤醒阈值
    2. 8.2 典型应用 1:使用自动负载唤醒功能来驱动全时供电 (PAAT) 负载
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 典型应用 2:使用自动负载唤醒和输出大容量电容器充电功能来驱动全时供电 (PAAT) 负载
      1. 8.3.1 设计要求
      2. 8.3.2 外部元件选型
      3. 8.3.3 应用曲线
    4. 8.4 TIDA-020065:使用自动负载唤醒、输出大容量电容器充电、双向电流检测和软件 I2t 驱动全时供电 (PAAT) 负载的汽车级智能保险丝参考设计
    5. 8.5 电源相关建议
    6. 8.6 布局
      1. 8.6.1 布局指南
      2. 8.6.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 接收文档更新通知
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 卷带包装信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

使用低功耗旁路 FET(G2 驱动器)为负载电容器充电

在有多个 FET(Q1、Q2)并联的大电流应用中,可使用旁路 FET (Q3) 的栅极压摆率控制来对容性负载进行预充电,并限制浪涌电流。

TPS12130-Q1 将栅极驱动器 (G2) 与专用的控制输入 (LPM) 集成。此特性可用于驱动独立的低功耗旁路 FET (Q3),并对容性负载进行预充电,同时限制浪涌电流。图 7-3 显示了采用 TPS12130-Q1 的低功耗旁路 FET 实施方案,用于为容性负载充电。外部电容器 Cg 可降低栅极开通压摆率并控制浪涌电流。

TPS1213-Q1 使用低功耗旁路 FET 的栅极压摆率控制为电容器充电图 7-3 使用低功耗旁路 FET 的栅极压摆率控制为电容器充电

在上电过程中,当 EN/UVLO 被拉至高电平且 LPM 被拉至低电平的时间超过 500µs 时,器件会通过 165µA 拉电流将 G2 拉至高电平来开通 Q3,而主 FET(G1 栅极驱动器)保持关断状态。

使用方程式 24 可计算 IINRUSH

方程式 2. IINRUSH= CLOAD× VBATTTcharge

其中,

CLOAD 是负载电容。

VBATT 是输入电压,Tcharge 是充电时间。

使用方程式 25 可计算所需的 Cg 值。

方程式 3. Cg = CLOAD × I(G)IINRUSH

其中,

I(G) 为 165µA(典型值)。

串联电阻 Rg 必须与 Cg 一起用于限制关断期间来自 Cg 的放电电流。Rg 的建议值介于 220Ω 和 470Ω 之间。

对输出电容器充电后,可以通过从外部将 LPM 驱动为高电平来控制主 FET(G1 栅极驱动器)并关断旁路 FET(G2 栅极驱动器)。现在可以通过将 INP 驱动为高电平来开通主 FET(G1 栅极驱动器)。

图 7-4 显示了在大电流应用中使用低功耗旁路路径为大型输出电容器充电的应用电路。此设计涉及一个与旁路 FET 串联的功率电阻器 (RBYPASS),如图 7-4 所示。

TPS1213-Q1 使用低功耗旁路 FET 和串联功率电阻器 (RBYPASS) 驱动容性负载的 TPS12130-Q1 应用电路图 7-4 使用低功耗旁路 FET 和串联功率电阻器 (RBYPASS) 驱动容性负载的 TPS12130-Q1 应用电路

使用旁路路径进行负载电容器充电和自动负载唤醒

TPS12130-Q1 支持使用公共旁路路径的负载电容器充电和自动负载唤醒功能。使用电阻器 RBYPASS 和 FET Q3,如图 7-4 所示。

在负载电容器充电期间,器件通过监测 G2 和 SRC 上的电压来检测旁路 FET Q3 的 VGS。一旦检测到的阈值达到 VG2_GOOD 阈值(典型值为 7V),表明 Q3 栅极得到增强(负载电容器已充电),因此会监测 CS+ 和 CS– 引脚上的电压。

使用此方案,电容器充电电流 (IINRUSH) 也可以设置为高于负载唤醒阈值 (ILWU),如图 7-5 所示。

TPS1213-Q1 使用旁路路径为输出大容量电容器充电的时序图图 7-5 使用旁路路径为输出大容量电容器充电的时序图

设置负载唤醒触发器阈值:在正常运行期间,串联功率电阻器 RBYPASS 与旁路 FET RDSON 一起用于设置负载唤醒电流阈值。可使用以下公式选择 RBYPASS

方程式 4. RBYPASS (Ω)= 2 μA × RISCP +10 mVILWU - RDSON_BYPASS

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

其中,

RISCP 是根据短路阈值(使用方程式 8 进行设置)选择的电阻器。

ILWU 是所需的负载电流唤醒阈值。

RDSON_BYPASS 是旁路 FET 的 RDSON

RBYPASS 还有助于在上电进入短路期间限制电流以及 Q3 上的应力。