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ZHCU889 April 2022 TPSI3050 , TPSI3050-Q1 , TPSI3052 , TPSI3052-Q1

2.3.1.1 即时过流保护

当系统出现大于 5A 的过电流时，过流保护功能会立即断开负载。选择的感测电阻器 (R10) 用于在预期电流限值下产生 300 mV 的压降。对于此设计，5A 是选定的电流阈值。当电流高于 5A 时，OUT2 将状态从高阻态更改为低阻态。Equation3 显示了感测电阻阻值的计算方式。

Equation7.

R_{s e n s e} = \frac{V_{T R I P_F I X E D}}{I_{F A U L T}} = \frac{300 m V}{5 A} = 60 m Ω

推荐的设计裕量是，分流器的额定功率应至少比峰值功耗高 30%。电阻器的容差应为 1% 或更小，以实现更高的过流保护精度。Equation4 提供了感测电阻峰值功耗的计算方式。为实现设计裕量，本设计选择了具有 3W 能力的电阻器。

Equation4.

P_{m a x} = i^{2} \times R_{S E N S E} = 1.5 W

图 2-4 显示了对充电和放电路径的详细分析。当通过 R10 的电流负载 (ILOAD) 高于 5A 时，R10 中会产生 300 mV 的压降。当压降大于 300 mV 时，OUT2 被下拉至地。当 OUT2 为低阻态时，与门 (SN74HCS09) 的输入端立即被下拉至地，与门 (EN) 的输出端会置于低电平并且负载断开连接。图 2-4 中的放电路径 2 显示了当 OUT2 被拉至低电平时 C22 的放电方式。R16 用于限制从 C22 到 OUT2 的浪涌电流。由于 OUT1 和 OUT2 被拉至低电平，C22 在 180 us 内放电至低于与门的负开关阈值 (V_T-)，如以下公式所示。请注意，为简单起见，以下公式仅考虑放电路径 2。

Equation5.

t_{d i s c h a r g e} = - R 16 \times C 22 \times \ln (\frac{V C 22}{V_{S O U R C E}}) t_{d i s c h a r g e} = - 1 k Ω \times 220 n F \times \ln (\frac{2.2 V}{5 V}) = 180.62 μ s

当负载断开时，电路自动尝试重新连接负载。当电容器两端的电压充电至高于与门的正开关阈值 (V_T+) 时，EN 被置为高电平并连接负载。与门 (SN74HCS09) 旨在确保最小迟滞为 0.4V (V_HYS)。使用此迟滞值，以下公式表明在重新连接负载之前至少要经过 38 ms。

Equation6.

t_{c h a r g e} = - (R 14 + R 17) \times C 22 \times \ln (\frac{V_{S O U R C E} - (V_{I N I T I A L} + V_{H Y S})}{V_{S O U R C E} - V_{I N I T I A L}}) t_{c h a r g e} = - (560 k Ω + 560 k Ω) \times 220 n F \times \ln (\frac{5 V - 2.2 V - 0.4 V}{5 V - 2.2 V}) = 37.98 m s