ZHCSU77 December   2023 TPS281C100

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件选项
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 SNS 时序特性
    7. 6.7 开关特性
    8. 6.8 典型特性
  8. 参数测量信息
  9. 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 器件功能模式
    4. 8.4 工作模式
    5. 8.5 特性说明
      1. 8.5.1 精确的电流检测
        1. 8.5.1.1 高精度检测模式
      2. 8.5.2 可编程电流限制
        1. 8.5.2.1 短路和过载保护
        2. 8.5.2.2 电容充电
      3. 8.5.3 电感负载关断钳位
      4. 8.5.4 电感负载消磁
      5. 8.5.5 全面保护和诊断
        1. 8.5.5.1 开路负载检测
        2. 8.5.5.2 热保护行为
        3. 8.5.5.3 欠压闭锁 (UVLO) 保护
        4. 8.5.5.4 反极性保护
        5. 8.5.5.5 MCU I/O 保护
        6. 8.5.5.6 诊断使能功能
        7. 8.5.5.7 接地丢失
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
        1. 9.2.1.1 IEC 61000-4-4 EFT
        2. 9.2.1.2 IEC 61000-4-5 浪涌
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 选择 RILIM
        2. 9.2.2.2 选择 RSNS
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
        1. 9.4.1.1 EMC 注意事项
      2. 9.4.2 布局示例
        1. 9.4.2.1 不采用接地网络的 PWP 布局
        2. 9.4.2.2 采用接地网络的 PWP 布局
        3. 9.4.2.3 不采用接地网络的 DNT 布局
      3. 9.4.3 散热注意事项
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 接收文档更新通知
    2. 10.2 支持资源
    3. 10.3 商标
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

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

电容充电

电容充电电路展示了容性负载应用的典型设置,以及使用该器件时运行的内部块。请注意,所有容性负载都有一个与电容器并联的关联“负载”,该负载被描述为电阻负载,但实际上它可以是电感负载或电阻负载。

GUID-62083F2A-373E-474E-BD9A-EEAC59F1886D-low.svg图 8-7 电容充电电路

首先要检查的是 TPS281C100 器件可以接受标称直流电流 INOM。这可以很轻松地完成,方法是从热性能部分获取 RθJA,将 TPS281C100 的 RON 与其 INOM 相乘,再加上环境温度,如果该值低于热关断值,则器件可以在该负载电流下运行。有关此计算的示例,请参阅应用部分

此应用的第二个关键关注点是确保容性负载可以完全充电,而不会使器件发生热关断。这是因为,如果器件在充电期间发生热关断,则与电容器并联的负载的电阻性质将在 TPS281C100 关断期间开始对电容器放电。请注意,有些应用具有足够高的负载阻抗,TPS281C100 发生热关断并重试是可接受的;然而,对于大多数应用,系统设计应确保 TPS281C100 在对电容器充电时不会发生热关断。

借助 TPS281C100 的电流钳位特性,与其他高电流限制开关相比,能够以更低的浪涌电流给电容器充电。这种较低的浪涌电流意味着电容器将需要更长的时间才能完全充电。然而,为了更大限度地减少启动过程中这一较长的充电时间,TPS281C100A 实现了图 8-8 中所述的浪涌电流处理特性。当 EN 引脚变为高电平以开启高侧开关时,器件会将其电流限制阈值默认为 ILIM_STARTUP,持续时间为 ILIM_STARTUP_DELAY。在此延迟期间,容性负载的充电速率可以高于 ICL 典型值所允许的速率,并且将屏蔽 FAULT 以防止不必要的故障触发。在 ILIM_STARTUP_DELAY 后,电流限制将默认回到 ICL,故障将正常工作。

GUID-BD2E6CCA-0DA1-40F6-BA78-7FCD0398B8ED-low.svg图 8-8 浪涌电流处理

电流限制较高时的初始浪涌电流周期可在驱动负载时实现两种不同的系统优势:

  • 能够在毫秒级的时间段内支持更高的负载电流,以驱动白炽灯泡负载等高浪涌电流负载。
  • 能够实现快速容性负载充电。在某些情况下,理想的做法是以高于直流电流的电流为容性负载充电,以确保快速供电。该架构允许模块使用初始较高的浪涌电流限制快速为容性负载充电,然后使用较低的电流限制在过载或短路条件下可靠地保护模块。
GUID-E354F744-5145-4914-A1A6-FF83A0197C8D-low.svg图 8-9 ILIM_STARTUP_DELAY 之前的自动重试行为
GUID-0A2FC5FB-8D96-4988-A5C8-65B5492249B6-low.svg图 8-10 ILIM_STARTUP_DELAY 之后的自动重试行为

在电流限制模式下,在任何电平下,器件都将具有较高的功率耗散。如果 FET 温度超过过热关断阈值,器件将仅关闭过载的通道。冷却后,器件将重试。如果器件在启动时过早关闭,建议改进 PCB 热布局、降低电流限制以降低功率耗散,或者减少浪涌电流(容性负载)。

有关使用高侧开关进行电容充电的更多信息,请参阅如何驱动容性负载应用手册。本应用手册包含有关可用热建模的信息,以及估算高侧开关是否能够将电容器充电至给定电压的快速方法。