ZHCAAB9E February 2021 – March 2021 TPS1H000-Q1 , TPS1H100-Q1 , TPS1H200A-Q1 , TPS1HA08-Q1 , TPS25200-Q1 , TPS27S100 , TPS2H000-Q1 , TPS2H160-Q1 , TPS2HB16-Q1 , TPS2HB35-Q1 , TPS2HB50-Q1 , TPS4H000-Q1 , TPS4H160-Q1
为确保在高功率耗散期间不会出现故障,TI 智能高侧开关集成了两种过热保护方法。第一种方法是绝对热关断,即在结温达到不安全水平(通常在 150°C 左右)时将 FET 关断。第二种方法是相对热关断,或热振荡关断,这种方法会测量 FET 和控制器之间的温差,并且将在 FET 快速升温但控制器滞后于 FET 温度的大型瞬态期间将智能高侧开关关断。这种保护方式能够在以下两种主要情况下提高可靠性:
当发生这些关断机制中的任一个时,开关都会关断以防止电流流向负载。通过防止电流流向负载,器件可防止智能高侧开关中出现任何额外的功率耗散。这使得开关有足够的时间冷却下来并达到安全温度。
在关断期间,FET 开路会暂时阻止电容器充电,但 TI 智能高侧开关能够快速冷却下来并进行重试,因此电容器上的电荷侵蚀将受到限制,然后在重新启动时,开关将继续充电。这意味着,如果智能高侧开关达到热关断状态,它将快速进行重试并安全地恢复对电容器的充电。
这种行为可在图 3-18 中看到,其中的 TPS2H160-Q1 将 470μF 驱动至 24V,将电流限制在 2.2A。可以观察到,在两种情况下,器件达到相对关断温度,并暂时禁用开关以防止电流流动,然后在器件冷却后重新启用开关。通过这种方式,TI 智能高侧开关可在驱动大型容性负载时保护自身免受过温应力的影响。
在选择用于驱动容性负载的 TI 器件时,了解该分析内容非常重要。理想情况下,智能高侧开关应该能够驱动负载而不进行任何关断,但是设计人员应平衡电流限制设定值和所需的充电时间。若要确定器件是否会进入热关断状态,较好的方法是使用 TI 评估模块来测试特定负载曲线,但若要进行详细分析,也可使用 RC 热模型。