ZHCSN88 December   2023 TPSI3100-Q1

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件比较表
  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  功率等级
    6. 6.6  绝缘规格
    7. 6.7  安全相关认证
    8. 6.8  安全限值
    9. 6.9  电气特性
    10. 6.10 开关特性
    11. 6.11 绝缘特性曲线
    12. 6.12 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 特性说明
      1. 8.3.1 使能状态的传输
      2. 8.3.2 功率传输
      3. 8.3.3 栅极驱动器
      4. 8.3.4 芯片使能 (CE)
      5. 8.3.5 比较器
        1. 8.3.5.1 故障比较器
        2. 8.3.5.2 警报比较器
        3. 8.3.5.3 比较器抗尖峰脉冲
      6. 8.3.6 VDDP、VDDH 和 VDDM 欠压锁定 (UVLO)
      7. 8.3.7 热关断
    4. 8.4 器件操作
    5. 8.5 器件功能模式
  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
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 CDIV1、CDIV2 电容
        2. 9.2.2.2 启动时间和恢复时间
        3. 9.2.2.3 RSHUNT、R1 和 R2 选择
        4. 9.2.2.4 过流故障误差
        5. 9.2.2.5 过流警报误差
        6. 9.2.2.6 VDDP 电容 CVDDP
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
    1. 12.1 卷带封装信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
  • DVX|16
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

器件操作

VDDP 必须由可提供所需功率的低阻抗外部电源独立供电。当存在 VDDP 电源且 CE 为逻辑高电平时,功率从初级侧传输到次级侧。将 EN 引脚设置为逻辑高电平或低电平会将 VDRV 置为有效或置为无效,从而分别启用或禁用外部开关。图 8-9 展示了正常运行所需的基本设置,其中需要 EN、VDDP 和 VSSP 信号。EN 最高可被驱动至 5.5V,通常由与 VDDP 位于同一电源轨上的电路驱动。在该示例中,TPSI310x-Q1 用于驱动采用共源极配置的背对背 MOSFET。交流开关应用或需要反向阻断的直流开关需要驱动背对背 MOSFET。CVDDP 为 VDDP 电源提供所需的去耦电容。CDIV1 和 CDIV2 提供 VDDH/VDDM 电源轨所需的去耦电容,以提供峰值电流来驱动外部 MOSFET。

GUID-20220829-SS0I-XTQT-ZLTS-VB9FJ02XMFCW-low.svg图 8-9 简化版原理图

图 8-10 展示了从启动到稳态条件的基本操作。

  • 在 T1 时:VDDP 为器件上电。FLTnALMn 和 PGOOD 被置为低电平。
  • 在 T2 和 T3 时:TPSI310x-Q1 开始在固定突发周期(典型值为 25μs)内将功率从 VDDP 传输到次级侧,从而开始对 VDDH 和 VDDM 次级侧电源轨充电。只要 VDDP 存在(并且 CE 保持高电平),功率传输就会继续。VDDH 完全充电所需的时间取决于多个因素,包括 VDDP、CDIV1 和 CDIV2 的值,从 VDDM 汲取的辅助负载大小以及总体功率传输效率。
  • 在 T4、T5 和 T6 时:经过四个突发周期后,FLTnALMn 和 PGOOD 被释放并开始反映各自的状态。如果 VDDM 和 VDDH 均高于其 UVLO 阈值,则 PGOOD 置为高电平,否则继续被置为低电平。FLTnALMn 指示其比较器输出的状态。在该示例中、由于 FLTn_CMP 和 ALMn_CMP 连接到 VSSS,因此 FLTnALMn 置为高电平。状态指示器始终按照 FLTnALMn 和 PGOOD 的顺序传输,每个指示器之间的延迟大约为 400ns。
  • 在 T7 和 T8 时:EN 被置为高电平,VDRV 被置为高电平。请注意,只有当 VDDH 和 VDDM 均高于其 UVLO 阈值时,VDRV 才会置为高电平。由于 FLTnALMn 和 PGOOD 指示器的延迟,VDRV 可能在 PGOOD 置为高电平之前置为高电平。
GUID-20221115-SS0I-ZDDN-0FXN-ZXVL9LVTCDHP-low.svg图 8-10 TPSI310x-Q1 典型启动(CE = VDDP,FLTn_CMP = 0,ALMn_CMP = 0)

图 8-11 展示了 VDDP、CE 和 EN 信号连接在一起的启动序列。

  • 在 T1 时:VDDP 为器件上电。FLTnALMn 和 PGOOD 被置为低电平。
  • 在 T2 和 T3 时:TPSI310x-Q1 开始在固定突发周期(典型值为 25μs)内将功率从 VDDP 传输到次级侧,从而开始对 VDDH 和 VDDM 次级侧电源轨充电。
  • 在 T4 时:当 VDDH 和 VDDM 均高于其 UVLO 阈值时,VDRV 置为高电平。
  • 在 T5、T6 和 T7 时:经过四个突发周期后,FLTnALMn 和 PGOOD 被释放并开始反映各自的状态。在该特定示例中,假设 VDDH 和 VDDM 电源轨在四个突发周期 (100μs) 下充电至超过 UVLO 阈值。在这种情况下,由于存在 PGOOD 延迟,PGOOD 在 VDRV 被置为高电平后置为高电平。
GUID-20231107-SS0I-RZXS-PHHR-T8N7HLQ2ZD3D-low.svg图 8-11 TPSI310x-Q1 典型启动(CE = EN = VDDP,FLTn_CMP = 0,ALMn_CMP = 0)

为了降低平均功耗,TPSI310x-Q1 以突发方式将功率从初级侧传输到次级侧。突发的周期是固定的,而突发开启时间由调节 VDDM 电压的控制环路在内部决定。突发开启时间根据 VDDM 电压的状态自动调整,从而优化给定负载条件的功率传输。在上电期间,器件以最高功率设置运行。这有助于快速为 VDDM 和 VDDH 电源轨充电。