ZHCSSM3 July 2024 TPS546E25
ADVANCE INFORMATION
对于同步降压转换器,电感器电流在高侧 MOSFET 导通时间(ON 时间)内以线性速率增加,该速率由输入电压、输出电压和输出电感值决定。在低侧 MOSFET 导通时间(OFF 时间)内,该电感器电流根据压摆率(由输出电压和输出电感值决定)线性降低。在关断期间,即使压摆率为负值,电感器通常也会从器件 SW 节点流向负载,该器件即拉出电流,输出电流声明为正值。本节介绍基于正低侧电流的过流限制功能。下一节将介绍基于负低侧电流的过流限制功能。
TPS546E25 器件中的正过流限制 (OCL) 功能用于逐周期钳制低侧谷值电流。关断期间会通过检测流经低侧 MOSFET 的电流来监测电感器电流。当检测到的低侧 MOSFET 电流保持在选定的 OCL 阈值以上时,低侧 MOSFET 保持导通,直到检测到的电流水平低于选定的 OCL 阈值。此操作会延长关断时间,并推迟下一个导通时间(高侧 MOSFET 导通)。因此,会设置 STATUS_IOUT 中的 OCL 位,并且器件提供的平均输出电流也会降低。只要负载拉动重负载(检测到的低侧谷值电流 超过所选的 OCL 阈值),该器件便会继续在此钳位模式下运行,从而延长当前的关断时间并推迟下一个导通时间。该器件没有实现直接连接到过流限制电路的故障响应电路,而是使用 VOUT 跟踪 UVF 功能在发生过流故障时关断器件。在过流事件期间,由负载吸收的电流 (IOUT) 超过由器件提供给输出电容器的电流,因此,输出电压趋于降低。最终,当输出电压降至选定的欠压故障阈值以下时,VOUT 跟踪 UVF 比较器将检测到这一情况,并在 UVF 响应延迟(可在 VOUT_UV_FAULT_RESPONSE 寄存器中编程)后关断器件。然后,该器件根据在 VOUT_UV_FAULT_RESPONSE 寄存器中选择的 bit[3] RESTART 来响应跟踪 UVF 触发器。在 RESTART 位未设置(值为“0”)的情况下,该器件将闭锁高侧和低侧驱动器。清除闭锁的方法是复位 VCC 或切换 EN 引脚。在设置了 RESTART 位(值为“1”)的情况下,该器件进入断续模式,并在 56ms 的断续睡眠时间过后自动重新启动,并且不限制重新启动的尝试次数。换句话说,对过流故障的响应由编程的 UVF 响应进行设置。
如果在软启动斜坡期间出现 OCL 条件,该器件仍会在运行时采用基于检测到的低侧谷值电流的逐周期电流限制。这种运行方式可以限制充入输出电容器的能量,因此输出电压的上升速度可能慢于所需的软启动压摆率。在软启动期间,VOUT 跟踪 UVF 比较器被禁用,因此,该器件不会响应 UVF 事件。软启动完成后将启用 VOUT 跟踪 UVF 比较器,然后该器件开始响应 UVF 事件。
该器件的 OCL 功能是通过模拟电路检测低侧谷值电流而实现的,与集成式模数转换器 (ADC) 无关。遥测模拟前端在每个低侧 MOSFET 导通时间自始至终从低侧电流检测电路和平均低侧 MOSFET 电流获得输入。通过这种方法,遥测子系统会报告负载电流 (IOUT),这是电感器电流的平均值,但不是峰值或谷值。