Ia mengawal arus lonjakan apabila komponen dipasang dan melindungi dari litar pintas dan masalah overcurrent sementara komponen sedang digunakan.
Ini membolehkan penggantian komponen, peningkatan, atau penyelenggaraan yang rosak tanpa menutup seluruh sistem, yang penting untuk sistem ketersediaan tinggi seperti pelayan dan suis rangkaian.
Gambaran Keseluruhan
Dalam aplikasi swap panas, fungsi utama TPS2471X adalah dengan pasti memacu MOSFET N-Channel luaran pada 2.5 V hingga 18 V. Menggunakan masa kesalahan dan batasan semasa yang boleh laras, ia melindungi bekalan dan beban dari arus yang berlebihan semasa permulaan.
Di samping itu, litar menjamin bahawa MOSFET luaran kekal di dalam kawasan operasi selamat (SOA). Ia juga mengawal arus. Lebih -lebih lagi dengan menggunakan bekalan kuasa swap panas ini, anda kini boleh menggantikan bahagian litar beban yang rosak tanpa perlu mematikan kuasa input.
TPS24710/11/1/13 adalah sejenis pengawal yang mudah digunakan. Ia dibuat untuk bekerja dengan voltan dari 2.5 V hingga 18 V dan ia adalah apa yang mereka panggil pengawal panas-swap dan ini bermakna ia dapat dengan selamat mengawal MOSFET N-channel luaran.
Juga kita dapat melihat bahawa ia mempunyai had semasa yang boleh diprogramkan dan masa kesalahan dan ini ada untuk memastikan bekalan dan beban selamat dari arus terlalu banyak ketika kita memulakan sesuatu.
Selepas peranti bermula, kami membiarkan arus melebihi had yang dipilih oleh pengguna tetapi hanya sehingga tamat masa yang telah diprogramkan berlaku. Walau bagaimanapun, jika terdapat peristiwa beban yang sangat besar, kami akan segera melepaskan beban dari sumbernya.
Perkara itu adalah ambang rasa sekarang yang rendah pada 25mv dan ia sangat tepat sehingga kita dapat menggunakan perintang rasa yang lebih kecil dan berfungsi lebih baik yang bermaksud ada kuasa yang kurang hilang dan jejaknya lebih kecil.
Di samping itu, pembatas kuasa yang boleh diprogramkan memastikan MOSFET luaran sentiasa bekerja di dalam SOA kawasan operasi yang selamat.
Kerana ini kita dapat menggunakan MOSFET yang lebih kecil dan sistem akhirnya menjadi lebih dipercayai. Juga terdapat output kuasa yang baik dan kesalahan yang boleh kita gunakan untuk mengawasi status dan mengawal beban lebih jauh ke bawah garis.
Rajah blok fungsional
Butiran pinout
| Dalam | 2 | 2 | I | Input logik tinggi aktif untuk membolehkan peranti. Menghubungkan ke pembahagi perintang. |
| Flt | - | 10 | The | Output terbuka (aktif-tinggi) yang menandakan kesalahan yang berlebihan, menyebabkan MOSFET dimatikan. |
| Fltb | 10 | - | The | Output terbuka (aktif-rendah) yang menunjukkan kesalahan beban, mematikan MOSFET. |
| Pintu gerbang | 7 | 7 | The | Output untuk memandu pintu gerbang MOSFET luaran. |
| Gnd | 5 | 5 | - | Sambungan tanah. |
| Keluar | 6 | 6 | I | Memantau kuasa MOSFET dengan merasakan voltan output. |
| Ms | - | 1 | The | Output terbuka (aktif-tinggi) yang menunjukkan status kuasa yang baik, berdasarkan voltan MOSFET. |
| PGB | 1 | - | The | Output terbuka (aktif-rendah) yang menandakan status kuasa yang baik, ditentukan oleh voltan MOSFET. |
| Prog | 3 | 3 | I | Menetapkan pelesapan kuasa maksimum MOSFET dengan menghubungkan perintang dari pin ini ke GND. |
| Rasa | 8 | 8 | I | Input penderiaan semasa untuk pemantauan voltan merentasi perintang shunt antara VCC dan rasa. |
| Pemasa | 4 | 4 | I/O. | Menghubungkan ke kapasitor untuk menentukan tempoh masa kesalahan. |
| Vcc | 9 | 9 | I | Bekalan kuasa dan deria voltan input. |
Rajah litar
Penerangan pin
Dalam
Apabila kita menggunakan voltan 1.35 V atau lebih kepada pin EN tertentu, ia menghidupkan atau membolehkan suis untuk pemandu pintu.
Jika kita menambah pembahagi perintang luaran, ia membolehkan en pin bertindak seperti monitor undervoltage yang mengawasi tahap voltan.
Kini jika kita mengikat pin en dengan membawa ia rendah dan kemudian kembali tinggi, ia seperti kita memukul butang reset untuk TPS24710/11/11/13 terutamanya jika ia sebelum ini telah dilepaskan kerana keadaan kesalahan.
Adalah penting bahawa kita tidak meninggalkan pin ini terapung ia perlu dihubungkan dengan sesuatu.
Flt
Pin FLT khusus untuk varian TPS24712/13. Output terbuka terbuka aktif ini masuk ke dalam keadaan impedans tinggi apabila TPS24712/13 telah bekerja dalam had semasa terlalu lama menyebabkan pemasa kesalahan tamat.
Bagaimana pin FLT bertindak benar -benar bergantung pada versi IC yang kita gunakan. Untuk TPS24712 ia berfungsi dalam mod selak. Sebaliknya, TPS24713 beroperasi dalam mod semula.
Apabila kita berada dalam mod selak jika pemasa kesalahan habis ia mematikan MOSFET luaran dan menyimpan pin FLT dalam keadaan terbuka. Untuk menetapkan semula mod ini, kita boleh mengikat sama ada en pin atau VCC.
Sekarang jika kita berada dalam mod semula apabila pemasa kesalahan tamat, ia mula -mula mematikan MOSFET luaran. Kemudian ia menunggu enam belas kitaran pemasa untuk mengenakan bayaran dan pelepasan.
Selepas menunggu ia cuba memulakan semula. Keseluruhan proses ini terus mengulangi selagi kesalahan masih ada. Dalam mod Retry, pin FLT menjadi bungkus terbuka pada bila-bila masa pemasa kesalahan melumpuhkan MOSFET luaran.
Sekiranya kita mempunyai kesalahan berterusan, bentuk gelombang FLT berubah menjadi satu siri denyutan. Perlu diingat bahawa pin FLT tidak mengaktifkan jika sesuatu yang lain melumpuhkan MOSFET luaran seperti pin en shutdown overtemperature atau lockout undervoltage UVLO. Jika kita tidak menggunakan pin ini kita boleh meninggalkannya terapung.
Fltb
Pin FLTB khusus untuk TPS24710/11. Ini output drain terbuka yang rendah aktif menjadi rendah apabila TPS24710/11/1/13 telah berada dalam had semasa cukup lama untuk pemasa kesalahan untuk mengatakan 'masa sudah habis'.
Bagaimana pin FLTB berkelakuan bergantung pada versi IC yang kita gunakan. TPS24710 berfungsi dalam mod selak manakala TPS24711 berfungsi dalam mod semula.
Sekiranya kita berada dalam mod selak, tamat tempoh kesalahan akan mematikan MOSFET luaran dan memegang pin FLTB yang rendah. Untuk menetapkan semula mod LATCH, kita boleh mengikat EN atau VCC. Sekiranya kita berada dalam mod Retry, tamat masa yang salah akan mematikan MOSFET luaran maka tunggu enam belas kitaran pengisian pemasa dan pelepasan dan kemudian cuba mulakan semula.
Keseluruhan proses ini akan mengulangi selagi kesalahan hadir. Dalam mod Retry, pin FLTB ditarik rendah apabila pemasa kesalahan melumpuhkan MOSFET luaran.
Sekiranya terdapat kesalahan berterusan, bentuk gelombang FLTB menjadi satu siri denyutan. Perlu diingat bahawa pin FLTB tidak mengaktifkan jika MOSFET luaran dilumpuhkan oleh en overemperature Shutdown atau UVLO. Jika kita tidak menggunakan pin ini, ia boleh dibiarkan terapung.
Pintu gerbang
Pin pintu adalah sangat penting kerana ia adalah bagaimana kita memandu MOSFET luaran pada dasarnya menceritakan apa yang perlu dilakukan. Untuk membantu dengan ini terdapat pam caj yang memberikan arus 30 μA. Arus tambahan ini membantu MOSFET luaran melakukan lebih baik.
Untuk memastikan voltan antara pintu dan sumber tidak terlalu tinggi dan menyebabkan kerosakan terdapat pengapit yang ditetapkan pada 13.9 volt antara pintu dan VCC. Ini amat penting kerana VCC biasanya sangat dekat dengan VOUT apabila keadaan berjalan secara normal.
Apabila kita mula -mula memulakan penguat transconductance dengan teliti menyesuaikan voltan pintu MOSFET tertentu (M1). Ini membantu mengehadkan arus inrush yang merupakan lonjakan arus yang boleh berlaku apabila anda mula -mula menghidupkan sesuatu.
Pada masa ini pin pemasa mengecas kapasitor pemasa (CT). Ini mengehadkan arus inrush berterusan sehingga perbezaan voltan antara pintu dan VCC melangkah ke titik tertentu yang disebut voltan pengaktifan pemasa. Voltan ini adalah 5.9 volt apabila VCC berada pada 12 volt.
Sebaik sahaja perbezaan voltan melepasi ambang ini, TPS24710/11/11/13 masuk ke dalam mod pemutus litar.
Voltan pengaktifan pemasa bertindak seperti pencetus apabila voltan melanda yang menunjukkan operasi inrush berhenti dan pemasa berhenti menyediakan arus dan mula tenggelamnya.
Sekarang dalam mod pemutus litar kita sentiasa menonton arus melalui rsense dan membandingkannya dengan had berdasarkan skim kuasa-had MOSFET (lihat Prog untuk maklumat lanjut mengenai ini).
Sekiranya semasa melalui rsense melepasi had ini, MOSFET M1 akan dimatikan untuk melindunginya. Pin pintu juga boleh dilumpuhkan dalam beberapa situasi tertentu.
Pintu itu ditarik oleh sumber semasa 11-mA apabila keadaan kesalahan tertentu berlaku:
Pemasa kesalahan kehabisan masa semasa kesalahan semasa yang berlebihan (apabila VSense melebihi 25 mV).
Voltan VEN jatuh di bawah paras setnya.
VVCC voltan berada di bawah ambang lockout bawah voltan (UVLO).
Sekiranya terdapat litar pintas yang keras di output pintu ditarik oleh lebih kuat 1 sumber semasa untuk masa yang sangat singkat (13.5 μs).
Ini hanya berlaku jika perbezaan voltan antara VCC dan rasa lebih daripada 60 mV yang memberitahu kita terdapat situasi penutupan cepat. Selepas penutupan cepat ini, arus 11-mA digunakan untuk mengekalkan MOSFET luaran dimatikan.
Akhirnya jika cip menjadi terlalu panas melebihi ambang penutupan suhu yang lebih tinggi, pin pintu juga dilumpuhkan. Pin pintu akan kekal rendah dalam mod selak untuk versi tertentu cip (TPS24710 dan TPS24712). Untuk versi lain (TPS24711 dan TPS24713) ia secara berkala akan cuba memulakan semula.
Satu perkara penting untuk diingat kita tidak boleh menyambungkan mana -mana perintang luaran secara langsung dari pin pintu ke tanah (GND) atau dari pin pintu ke output (keluar).
Gnd
Pin GND agak mudah di mana kita menyambung ke tanah sistem. Fikirkannya sebagai titik rujukan umum untuk semua voltan dalam litar.
Keluar
Pin OUT sangat penting untuk memantau perbezaan voltan antara longkang dan sumber MOSFET luaran yang juga dikenali sebagai M1. Bacaan voltan ini diperlukan untuk kedua-dua penunjuk kuasa yang baik (PG/PGB) dan enjin pengurangan kuasa.
Kedua -duanya bergantung pada pengukuran yang tepat dari pin ini untuk berfungsi dengan baik. Untuk melindungi pin keluar dari mana -mana pancang voltan negatif yang berpotensi merosakkan kita harus menggunakan diod pengapit atau kapasitor yang cukup.
Untuk situasi di mana terdapat banyak kuasa kami mencadangkan diod Schottky yang dinilai pada 3 A dan 40 V dalam pakej SMC sebagai penyelesaian pengapit yang baik.
Kami juga perlu memintas pin keluar ke GND menggunakan kapasitor seramik impedans rendah. Kapasiti kapasitor ini harus berada di antara 10 nf dan 1 μF.
Ms
Pin PG khusus untuk komponen TPS24712/13. Output ini berfungsi dalam mod aktif tinggi yang bermaksud ia tinggi apabila keadaan baik dan ditubuhkan sebagai drain terbuka.
Ini menjadikannya mudah untuk disambungkan ke penukar DC/DC atau litar pemantauan lain.
Pin PG masuk ke dalam keadaan impedans tinggi yang bermaksud ia pada dasarnya terputus apabila voltan longkang ke sumber FET berada di bawah 170 mV. Ini berlaku selepas kelewatan sebanyak 3.4 milisaat untuk mengelakkan pencetus palsu. Sebaliknya ia akan menarik rendah apabila VDS melebihi 240 mV.
Selepas VDS M1 meningkatkan pin PG pergi ke keadaan impedans yang rendah yang bermaksud ia secara aktif ditarik rendah selepas kelewatan 3.4 ms yang sama. Ini berlaku apabila pintu gerbang ditarik ke GND kerana mana -mana situasi ini:
Kami mengesan kesalahan semasa yang berlebihan yang bermaksud v Rasa lebih besar daripada 25 mV.
Terdapat litar pintas yang teruk pada output yang menyebabkan v (v Cc -rasa) lebih besar daripada 60 mV yang menunjukkan kami telah mencapai ambang penutupan cepat.
Voltan pada v Dalam jatuh di bawah ambang setnya.
Voltan pada v Vcc jatuh di bawah ambang lockout di bawah voltan (UVLO).
Suhu mati berada di atas ambang penutupan suhu (OTSD).
Adalah penting untuk diingat bahawa jika anda tidak merancang untuk menggunakan pin PG, anda hanya boleh meninggalkannya tidak berkaitan. Ia tidak akan menjejaskan operasi litar yang lain.
PGB
Kami menetapkan pin PGB khusus untuk peranti TPS24710/11. Output khusus ini, dalam operasinya, berfungsi dengan konfigurasi rendah yang aktif, dan kami mencirikannya dengan reka bentuk longkang terbuka yang kami telah dibuat secara khusus supaya dapat berhubung dengan penukar DC/DC atau litar pemantauan yang hiliran dari itu.
Kami melihat bahawa isyarat PGB membuat peralihan, bergerak ke keadaan yang rendah apabila kita melihat bahawa longkang ke voltan sumber (VDS) dari transistor kesan medan (FET) jatuh ke tahap di bawah 170 mV, ini berlaku selepas kita mempunyai kelewatan deglitch yang berlangsung selama 3.4 milisaat.
Sebaliknya, ia kembali kembali, pergi ke keadaan longkang terbuka apabila VDS melebihi 240 mV. Selepas kita melihat peningkatan VDS M1, sesuatu yang berlaku apabila pintu ditarik ke bawah di bawah mana -mana keadaan yang akan kita senaraikan di bawah, PGB kemudian memasuki keadaan yang tinggi selepas kita menunggu kelewatan Deglitch 3.4 ms yang sama:
IC mengesan kesalahan semasa yang berlebihan apabila melihat bahawa voltan vsense melebihi 25 mV.
Sekiranya IC mendapati bahawa terdapat litar pintas output yang teruk, ia dapat memberitahu kerana bacaan V (VCC - rasa) lebih besar daripada 60 mV, yang memberitahu kita bahawa ambang penutupan perjalanan cepat telah dilanggar.
Perhatikan bahawa voltan ven jatuh ke tahap di bawah ambang yang telah ditetapkan untuknya.
Voltan VCC dips, berada di bawah ambang lockout voltan (UVLO) di bawah.
Perhatikan bahawa suhu mati meningkat, akan melebihi ambang penutupan suhu (OTSD).
Perlu diingat bahawa kita boleh meninggalkan pin ini tidak berkaitan jika kita tidak perlu menggunakannya.
Prog Resistor
Untuk mengawal kuasa maksimum yang kami benarkan di MOSFET M1 luaran semasa keadaan inrush, kami perlu menyambungkan perintang yang boleh diprogramkan (prog) dari pin pgb ini ke tanah. Adalah penting bahawa kita mengelakkan menggunakan sebarang voltan ke pin ini.
Jika anda tidak memerlukan had kuasa yang tetap maka anda harus menggunakan perintang prog yang mempunyai nilai 4.99 kΩ. Untuk menentukan kuasa maksimum, kita boleh menggunakan persamaan berikut (1):
R Prog = 3125 / (p Lim * R Rasa + 0.9 mv * v Cc )
Untuk tujuan mengira had kuasa berdasarkan RPROG yang sudah ada, kita harus memohon persamaan PLIM berikut (2) yang merupakan had kuasa yang dibenarkan oleh MOSFET M1:
P Lim = 3125 / (r Prog * R Rasa ) - (0.9 mV * v (v Cc -Out)) / r Rasa
Dalam formula ini rsense adalah perintang pemantauan semasa beban yang dihubungkan antara pin VCC dan pin rasa. Juga, RPROG adalah perintang yang kita sambungkan dari pin prog ke GND.
Kami mengukur kedua -dua rprog dan rsense dalam ohm, dan kami mengukur plim di watt. Kami menentukan PLIM dengan melihat tekanan terma maksimum yang dibenarkan oleh MOSFET M1 yang dapat kita dapati menggunakan persamaan lain:
P Lim <(T J (max) - t C (max) ) / R Θjc (Max )
