Он регулирует ток перенапряжения всякий раз, когда установлен компонент и защищает от коротких замыканий и задач перегрузки, пока используется компонент.
Это позволяет заменить поврежденные компоненты, усовершенствования или техническое обслуживание без отключения всей системы, которая имеет решающее значение для систем высокой доступности, таких как серверы и сетевые переключатели.
Обзор
В приложениях для горячих заводов основной функцией TPS2471X является надежное управление внешним N-канальным MOSFET при 2,5 В до 18 В. Используя время разлома и регулируемые ограничения тока, он защищает питание и нагрузку от чрезмерного тока во время запуска.
Кроме того, цепь гарантирует, что внешний MOSFET остается внутри своей безопасной эксплуатационной зоны (SOA). Он также контролирует ток, а также. Более того, используя этот блок питания Hot Swap, теперь вы можете заменить неисправные части цепи нагрузки без необходимости отключения входной питания.
TPS24710/11/12/13 - это тип контроллера, который нам легко использовать. Он создан для работы с напряжениями от 2,5 В до 18 В, и это то, что они называют контроллером горячей замены, и это означает, что он может безопасно контролировать внешний N-канальный MOSFET.
Кроме того, мы видим, что он имеет программируемый предел тока и время разлома, и они существуют, чтобы обеспечить безопасность снабжения и нагрузки от слишком большого тока, когда мы начинаем.
После запуска устройства мы позволяем токам превышать предел, который был выбран пользователем, но только до тех пор, пока не будет запрограммирован тайм -аут. Однако, если есть действительно большие события перегрузки, мы сразу же отключим нагрузку от источника.
Дело в том, что нынешний порог смысла низкий, он составляет 25 мВ, и он очень точен, поэтому мы можем использовать чувственные резисторы, которые меньше и работают лучше, что означает, что мощность меньше, а следов меньше.
Кроме того, программируемое ограничение мощности гарантирует, что внешний MOSFET всегда работает в своей безопасной операционной зоне SOA.
Из -за этого мы можем использовать МОП -ф, которые меньше, и система в конечном итоге становится более надежной. Кроме того, есть хорошие и неисправные выходы, которые мы можем использовать для присмотра за состоянием и управления нагрузкой дальше по линии.
Функциональная блочная диаграмма
Подробности распиновки
| В | 2 | 2 | я | Активно-высокий логический ввод для включения устройства. Подключается к делителю резистора. |
| Флот | - | 10 | А | Выход с открытым дрэном (активный), который сигнализирует о перегрузке, в результате чего MOSFET выключается. |
| Fltb | 10 | - | А | Выход с открытым дрэном (Active-Low), который указывает на перегрузку, выключает MOSFET. |
| ВОРОТА | 7 | 7 | А | Вывод для управления затвором внешнего MOSFET. |
| Гнездо | 5 | 5 | - | Наземное соединение. |
| ВНЕ | 6 | 6 | я | Мониторирует мощность MOSFET путем определения выходного напряжения. |
| Пг | - | 1 | А | Выход с открытым дрэном (активный), указывающий на статус и хорошего питания на основе напряжения MOSFET. |
| PGB | 1 | - | А | Выход с открытым дрэном (Active-Low), который сигнализирует о статусе хорошего питания, определяется напряжением MOSFET. |
| Прогик | 3 | 3 | я | Устанавливает максимальное рассеяние мощности MOSFET, соединяя резистор от этого штифта к GND. |
| СМЫСЛ | 8 | 8 | я | Вход для определения тока для мониторинга напряжения через шунтирующий резистор между VCC и Sense. |
| Таймер | 4 | 4 | Ввод | Подключается к конденсатору, чтобы определить продолжительность времени разлома. |
| Венчурной | 9 | 9 | я | Поставляет мощность и ощущает входное напряжение. |
Схема
ПИНА ОПИСАНИЕ
В
Когда мы применяем напряжение 1,35 В или более на этот конкретный вывод, он включает или включает переключатель для драйвера затвора.
Если мы добавим внешний делитель резистора, он позволяет en -штифту действовать как монитор недоедавления, следящий за уровнями напряжения.
Теперь, если мы цикливаем пин -контакт, поднимуя его низко, а затем на высоте, как будто мы нажимаем кнопку сброса для TPS24710/11/12/13, особенно если она ранее вырвалась из -за условия неисправности.
Важно, чтобы мы не оставляли эту булавку плавающим, он должен быть связан с чем -то.
Флот
PLI -штифт предназначен специально для вариантов TPS24712/13. Этот активный вывод с открытым дрейком входит в состояние с высоким импедансом, когда TPS24712/13 работал в текущем пределе слишком долго, что приводит к истечению срока действия таймера разлома.
То, как действует FLT PIN -код, действительно зависит от того, какая версия IC мы используем. Для TPS24712 он работает в режиме защелки. С другой стороны, TPS24713 работает в режиме повторной попытки.
Когда мы находимся в режиме защелки, если таймер разлома закончится, он выключает внешний MOSFET и сохраняет FLT PIN-код в состоянии открытого дрена. Чтобы сбросить этот режим защелкивания, мы можем ездить на велосипеде либо вывод EN, либо VCC.
Теперь, если мы находимся в режиме повторения, когда истекает таймер разлома, он сначала отключает внешний MOSFET. Затем он ждет шестнадцати циклов таймера, чтобы заряжать и разряжать.
После ожидания он пытается перезапустить. Весь этот процесс продолжает повторяться, пока ошибка все еще существует. В режиме повторения вывод FLT становится открытым дризоном в любое время, когда таймер разлома отключает внешний MOSFET.
Если у нас есть непрерывная ошибка, форма волны FLT превращается в серию импульсов. Стоит отметить, что штифт FLT не активируется, если что -то еще отключает внешний MOSFET, например, EN PIN -штифт, отключение перерыва перегрева или UVLO. Если мы не используем этот штифт, мы можем оставить его плавающим.
Fltb
PIN FLTB предназначен специально для TPS24710/11. Этот активный низкий выходной выход наносит низкий уровень, когда TPS24710/11/12/13 находился в током, достаточно долго, чтобы таймер разлома сказал «время».
То, как ведет себя PIN -код FLTB, зависит от версии IC, которую мы используем. TPS24710 работает в режиме защелки, в то время как TPS24711 работает в режиме повторной попытки.
Если мы находимся в режиме защелки, время ожидания разлома отключит внешний MOSFET и удержит штифт FLTB. Чтобы сбросить режим защелки, мы можем ездить на велосипеде EN или VCC. Если мы находимся в режиме повторения, время ожидания разлома сначала отключите внешний MOSFET, а затем подождите шестнадцать циклов зарядки и разряда таймера, а затем попытайтесь перезапустить.
Весь этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет представлен ошибка. В режиме повторения штифт FLTB вытягивается низко, когда таймер разлома отключает внешний MOSFET.
Если есть непрерывная ошибка, форма волны FLTB становится серией импульсов. Имейте в виду, что штифт FLTB не активируется, если внешний MOSFET отключен с помощью EN Oplemperature Offuthown или UVLO. Если мы не используем этот штифт, его можно оставить.
ВОРОТА
Пять затвора действительно важен, потому что это то, как мы ведем внешний MOSFET, по сути, рассказываем ему, что делать. Чтобы помочь с этим, есть зарядный насос, который дает ток 30 мкА. Этот дополнительный ток помогает внешнему MOSFET работать лучше.
Чтобы убедиться, что напряжение между затвором и источником не подходит слишком высоко и причинено повреждению, установлен зажим, установленный на 13,9 вольт между воротами и VCC. Это особенно важно, потому что VCC обычно очень близок к Vout, когда все работает нормально.
Когда мы впервые запускаем усилитель транскондуки, тщательно отрегулирует напряжение затвора определенного MOSFET (M1). Это помогает ограничить ток зажигания, который является всплеском тока, который может произойти, когда вы впервые что -то включите.
В течение этого времени штифт таймера заряжает конденсатор таймера (КТ). Это ограничение тока зажигания продолжается до тех пор, пока разница напряжений между затвором и VCC не достигнет определенной точки, называемой напряжением активации таймера. Это напряжение составляет 5,9 вольт, когда VCC составляет 12 вольт.
После того, как разница в напряжении проходит по этому порогу, TPS24710/11/12/13 переходит в то, что называется режимом цепного выключателя.
Напряжение активации таймера действует как спусковой крючок, как только напряжение достигает того, что указывает, что операция зажигания останавливается, и таймер останавливается, обеспечивая ток, и вместо этого начинает его тонуть.
Теперь в режиме Circul-Breaker мы постоянно наблюдаем за током, проходящим через RSENSE и сравниваем его с пределом, основанной на схеме ограничения мощности MOSFET (посмотрите PROG для получения более подробной информации об этом).
Если ток через Rsense превышает этот предел, MOSFET M1 будет выключен для его защиты. Штифт затвора также может быть отключен в нескольких конкретных ситуациях.
Ворота обтягивается источником тока 11-мА, когда возникают определенные условия неисправности:
Таймер разлома исчерпывает время во время разлома тока перегрузки (когда Vsense превышает 25 мВ).
Напряжение VEN падает ниже уровня своего установки.
VVCC напряжения опускается ниже порога блокировки недостатка (UVLO).
Если на выходе есть жесткий короткий замыкание, затворы стягивают гораздо более сильным источником тока в течение очень короткого времени (13,5 мкс).
Это происходит только в том случае, если разница напряжений между VCC и Sense составляет более 60 мВ, что сообщает нам, что существует ситуация отключения быстрого поездка. После этого быстрого отключения ток 11-мА используется для отключения внешнего MOSFET.
Наконец, если чип становится слишком горячим, превышая чрезмерный порог отключения, то штифт затвора также отключен. Пыч для затвора останется низким в режиме защелки для определенных версий чипа (TPS24710 и TPS24712). Для других версий (TPS24711 и TPS24713) он периодически пытается перезапустить.
Одна важная вещь, которую нужно помнить, мы не должны подключать какой -либо внешний резистор непосредственно от штифта затвора к земле (GND) или от штифта затвора к выходу (Out).
Гнездо
PIN -код GND довольно прост, где мы подключаемся к земле системы. Думайте об этом как об общем эталонном точке для всех напряжений в цепи.
ВНЕ
Вывод действительно важен для мониторинга разницы напряжений между сливами и источником внешнего MOSFET, также известного как M1. Этот показатель напряжения необходим как для индикатора, работающих на мощности (PG/PGB), так и для двигателя с ограниченным мощным.
Оба полагаются на точные измерения от этого PIN -кода для правильной работы. Чтобы защитить вывод от любых потенциально поврежденных отрицательных пиков напряжения, мы должны использовать зажимный диод или достаточно конденсаторов.
В ситуациях, когда существует много энергии, мы предлагаем диод Шоттки, оцененный в 3 а и 40 В в пакете SMC в качестве хорошего решения для зажима.
Нам также необходимо обойти штифт на GND, используя керамический конденсатор с низким импедансом. Емкость этого конденсатора должна быть где -то между 10 н.р. до 1 мкФ.
Пг
PG PIN специально предназначен для компонентов TPS24712/13. Этот вывод работает в режиме активного высокого уровня, что означает, что он подходит высоко, когда все хорошо и настроен как открытый дренаж.
Это позволяет легко подключаться к преобразователям DC/DC или другим мониторингам.
PG PIN-штифт входит в состояние с высоким импедансом, что означает, что он по существу отключается, когда напряжение FER с дренажным и источником становится ниже 170 мВ. Это происходит после короткой задержки 3,4 миллисекунды, чтобы избежать ложных триггеров. И наоборот, он будет низким, когда VDS превышает 240 мВ.
После того, как VDS M1 увеличивает, PG-штифт переходит в состояние с низким импедансом, что означает, что он активно тянет низко после той же задержки 3,4 мс. Это происходит, когда ворота тянутся в GND из -за любой из этих ситуаций:
Мы обнаруживаем ошибку тока перегрузки, что означает V СМЫСЛ больше 25 мВ.
На выходных выводах существует серьезный короткий замыкание (V (v Скандал -смысл) быть более 60 мВ, что указывает на то, что мы достигли порога отключения быстрого пути.
Напряжение в v В падает ниже его установленного порога.
Напряжение в v Венчурной падает ниже порога недостатки (UVLO).
Температура матрицы поднимается выше тематического отключения (OTSD).
Важно помнить, что если вы не планируете использовать PG PIN -код, вы можете просто оставить его не связанным. Это не повлияет на работу остальной части схемы.
PGB
Мы определяем контакт PGB специально для устройства TPS24710/11. Этот конкретный выход, в его работе, работает с активной низкой конфигурацией, и мы охарактеризуем его с помощью его открытой конструкции дренажа, которую мы специально создали, чтобы он мог подключаться к тем, кто преобразователь постоянного тока или управляющие схемами, которые находятся ниже по течению от него.
Мы видим, что сигнал PGB делает переход, перемещаясь в низкое состояние, как только мы заметим, что дренаж для источника напряжения (VDS) транзистора поля (FET) падает до уровня ниже 170 мВ, это происходит после того, как у нас есть задержка, которая длится 3,4 миллисекунды.
С другой стороны, он возвращается назад, переходя к открытому дренажному состоянию, когда VDS превышает 240 мВ. После того, как мы увидим, что VDS M1 увеличивается, что происходит, когда ворота вытягиваются на землю при любом из обстоятельств, которые мы перечислим ниже, PGB затем входит в состояние высокого импеданса после того, как мы ждали такую же задержку Deglitch 3,4 мс: Deglitch:
IC обнаруживает ошибку тока перегрузки, когда видит, что напряжение VSENSE превышает 25 мВ.
Если IC обнаруживает, что присутствует серьезный выходной короткий замыкание, он может определить, потому что чтение V (VCC - Sense) больше 60 мВ, что говорит нам, что порог быстрого отключения поездки был нарушен.
Обратите внимание, что напряжение VEN падает на уровень ниже порога, который был назначен для него.
VCC напряжение падает, проходя под порогом под блокировкой под напряжением (UVLO).
Обратите внимание, что температура умирания повышается, превышающая порог отключения температуры (OTSD).
Стоит отметить, что мы можем оставить этот булавки без подключения, если нам не нужно его использовать.
Прог -резистор
Чтобы регулировать максимальную мощность, которую мы разрешаем во внешнем MOSFET M1 во время этих условий, нам необходимо подключить программируемый (Prog) резистор от этого PGB к земле. Крайне важно, чтобы мы избежали применения какого -либо напряжения к этому выводу.
Если вам не нужен постоянный предел мощности, то вам следует использовать проги -резистор, который имеет значение 4,99 кОм. Чтобы определить, что такое максимальная мощность, мы можем использовать следующее уравнение (1):
Ведущий Прогик = 3125 / (p Нить * Р СМЫСЛ + 0,9 мВ * V Скандал )
В целях расчета предела мощности на основе RPROG, который уже существует, мы должны применить следующее уравнение PLIM (2), которое является допустимым пределом мощности MOSFET M1:
П Нить = 3125 / (r Прогик * Р СМЫСЛ ) - (0,9 мВ * V (V Скандал -Out)) / r СМЫСЛ
В этой формуле Rsense находится резистор мониторинга тока нагрузки, который подключен между контактом VCC и штифтом Sense. Кроме того, RPROG - это резистор, который мы подключаем от Prog PIN -кода к GND.
Мы измеряем как RPROG, так и RSENSE в OHM, и измеряем PLIM в ваттах. Мы определяем PLIM, рассматривая максимально допустимое тепловое напряжение MOSFET M1, которое мы можем найти, используя другое уравнение:
П Нить <(Т J (макс) - т C (макс) ) / R Θjc (макс )
