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

高精度检测模式

在某些应用中,在较低负载电流下进行精确的电流检测对于区分实际负载和故障场景(如开路负载条件(断线))至关重要。为应对这一挑战,TPS281C100 实现了高精度检测模式,使客户能够在 4mA 负载下实现 ±12.5% 的精度。当启用诊断 (DIAG_EN=HI)、OL_ON = HI 且 ILoad<IKSNS2_EN 时,将激活此模式。为了实现这种高精度,该器件在高精度检测处于活动状态时增加其主路径电阻,以提高其检测精度。如果负载开始增加超过 20mA,TI 建议用户通过设置 OL_ON=LO 来禁用此精度检测模式。这将主动防止任何更高的功率耗散状态。

在其他情况下,例如突然的负载阶跃,此时系统可能无法足够快来对 SNS 输出电流的变化做出反应。对于这种情况,需要防止因电阻增加而出现高功率耗散状态。TPS281C100 检测到流经 VS 到 VOUT 路径的负载小于 IKSNS2_DIS.。如果负载增加超过 IKSNS2_DIS,FET 电阻将恢复到其最低电阻,并且将禁用高精度检测模式。这将导致 FAULT 置为有效,以发出高精度检测模式已被禁用的信号。这将确保驱动更高负载时的功率耗散更低。除此之外,用户还可以对 OL_ON 引脚进行 PWM,以禁用高电阻模式并进一步更大限度地降低功率损耗。

但是,即使器件达到了精度,根据电流检测比,由于 ADC 需要读取的电压较低,系统 ADC 也可能难以准确地测量较低的负载电流。例如,使用 RSNS=1kOhm 且电流检测比为 800 时,6mA ILoad 将表示为 ~7.5mV。对于 10 位 5V ADC,7.5mV 输出略高于 1LSB (4.88mV)。这无法提供足够的裕度来准确测量 ADC 的这一电流,并且可能需要使用更高的分辨率。

因此,为满足较低的 ADC 分辨率要求并在高精度检测模式下运行时准确地检测低负载电流, TPS281C100 将其电流检测比降低至 24。如果检测比为 24 且在高精度检测模式下运行,则使用 RSNS=1kOhm 时,6mA ILoad 将表示为 250mV。对于相同的 10 位 ADC,这相当于 51LSB 的裕量,甚至对于 8 位 ADC,输出仍将提供 > 12LSB 的余量。

针对完整器件状态的全面保护和诊断

表 8-1 电流检测运行模式

工作条件

EN

VOUT

OL_ON

KSNS

SNS

FAULT

行为

恢复

正常

标准检测

低电平

低电平

低电平

800

0

高阻态

正常

高电平

高电平

低电平

800

ILoad/KSNS

高阻态

正常

高精度检测

正常运行

高电平

高电平

高电平

24

ILoad/KSNS2

高阻态

启用低检测比以实现高精度检测,并且由于满足有效条件 ILoad<IKSNS2_EN,因此 FAULT 保持高阻抗。

高精度检测

无效范围

高电平高电平高电平

800

ILoad/KSNS

低电平

FAULT 置为有效表明由于 ILoad>IKSNS2_DIS 而未启用高精度检测

当负载降至低于 IKSNS2_EN 或 OL_ON 复位至 LO 时清除。

GUID-20231210-SS0I-7BHH-HRMT-XS737MQVMRT6-low.svg图 8-4 高精度检测 FAULT 指示