Szabályozza a túlfeszültség -áramot, amikor egy alkatrész telepítve van, és védi a rövidzárlatoktól és a túláram -problémáktól, amíg az összetevő használatban van.
Ez lehetővé teszi a sérült alkatrészek, fejlesztések vagy karbantartás helyettesítését anélkül, hogy a teljes rendszert leállítaná, ami kritikus jelentőségű a nagy rendelkezésre álló rendszerek, például a szerverek és a hálózati kapcsolók számára.
Áttekintés
A melegcserélő alkalmazásokban a TPS2471X elsődleges funkciója egy külső N-csatornás MOSFET megbízható vezetése 2,5 V-tól 18 V-ig. A hiba időzítése és az állítható áramkorlátozások használata érdekében az indítás során megóvja a túlzott áramot a túlzott áramtól.
Ezenkívül az áramkör garantálja, hogy a külső MOSFET biztonságos működési területén (SOA) marad. Ez ellenőrzi az inrush áramot is. Ezen túlmenően ennek a forró csere -tápegységnek a használatával most kicserélheti a terhelési áramkör hibás részeit anélkül, hogy le kellene állítania a bemeneti teljesítményt.
A TPS24710/11/11/13 olyan típusú vezérlő, amelyet könnyű használni. A 2,5 V-től 18 V-ig terjedő feszültséggel való munkavégzésnek nevezik, és ezt hívják melegcserélő vezérlőnek, és ez azt jelenti, hogy biztonságosan vezérli a külső N-csatornás MOSFET-et.
Azt is láthatjuk, hogy van egy programozható áramkorlátozás és hibaidővel, és ezek ott vannak, hogy az ellátást és a terhelést biztonságban tartsák a túl sok áramtól, amikor a dolgokat megkezdjük.
A készülék elindulása után engedtük az áramokat, hogy meghaladják a felhasználó által kiválasztott határértéket, de csak addig, amíg a programozott időkorlát megtörténik. Ha azonban vannak igazán nagy túlterhelési események, akkor azonnal leválasztjuk a terhelést a forrásból.
A helyzet az, hogy az aktuális érzékszervi küszöb alacsony, 25 mV -nál van, és nagyon pontos, így képesek vagyunk a kisebb és jobban működni az érzékelők felhasználására, ami azt jelenti, hogy kevesebb az energia, és a lábnyom kisebb.
Ezenkívül a programozható teljesítménykorlátozás gondoskodik arról, hogy a külső MOSFET mindig a biztonságos működési területén működik -e.
Emiatt képesek vagyunk kisebbek használni, és a rendszer végül megbízhatóbbá válik. Vannak olyan energia- és hiba kimenetek is, amelyeket felhasználhatunk az állapot szemmel tartása és a terhelés irányításához a vonalon.
Funkcionális blokkdiagram
Pinout részletek
| -Ben | 2 | 2 | én | Aktív-magas logikai bemenet az eszköz engedélyezéséhez. Csatlakozik egy ellenállás elválasztóhoz. |
| Vontatás | - | 10 | A | Nyílt-csatornás kimenet (aktív-magas), amely túlterhelési hibát jelez, ami a MOSFET kikapcsolását okozza. |
| FlTB | 10 | - | A | Nyílt-csatornás kimenet (aktív-alacsony), amely túlterhelési hibát jelez, kikapcsolva a MOSFET-et. |
| KAPU | 7 | 7 | A | Kimenet egy külső MOSFET kapujának vezetésére. |
| GND | 5 | 5 | - | Földi csatlakozás. |
| KI | 6 | 6 | én | Figyelemmel kíséri a MOSFET teljesítményét a kimeneti feszültség érzékelésével. |
| PG | - | 1 | A | Nyílt-csatornás kimenet (aktív-magas), jelezve az energia-jó állapotot, a MOSFET feszültség alapján. |
| PGB | 1 | - | A | Nyílt-csatornás kimenet (aktív-alacsony), amely jelzi az energia-jó állapotot, a MOSFET feszültségével meghatározva. |
| Púpos | 3 | 3 | én | Beállítja a MOSFET maximális teljesítmény -eloszlását az ellenállás ehhez a PIN -eshez a GND -hez való csatlakoztatásával. |
| ÉRZÉK | 8 | 8 | én | Jelenlegi érzékelő bemenet a feszültség megfigyelésére a VCC és az érzék közötti sönt ellenálláson. |
| IDŐZÍTŐ | 4 | 4 | I/O | Csatlakozik egy kondenzátorhoz a hiba időzítési időtartamának meghatározásához. |
| VCC | 9 | 9 | én | Táplálja az energiát és az érzékeket a bemeneti feszültség. |
Áramköri rajz
PIN -leírás
-Ben
Amikor legalább 1,35 V feszültséget alkalmazunk erre az EN -tűre, bekapcsol, vagy lehetővé teszi a kapu -illesztőprogram kapcsolóját.
Ha hozzáadunk egy külső ellenállás -elválasztót, az lehetővé teszi, hogy az EN PIN úgy viselkedjen, mint egy alulfeszültség -monitor, hogy figyelemmel kísérje a feszültségszintet.
Most, ha az EN PIN -t úgy kerékpározjuk, hogy alacsony, majd visszahozjuk, akkor olyan, mintha a TPS24710/11/11/13 visszaállítási gombját elérnénk, különösen akkor, ha korábban a hibamegállapodás miatt kikapcsolódnánk.
Fontos, hogy ne hagyjuk, hogy ezt a tűt lebegjünk, és csatlakozni kell valamihez.
Vontatás
Az FLT csap kifejezetten a TPS24712/13 variánsok esetében. Ez az aktív magas nyitott csatornás kimenet nagympedancia állapotba kerül, amikor a TPS24712/13 az aktuális határértékben működik túl hosszú ideig, ami miatt a hiba időzítője lejár.
Az, hogy az FLT PIN -kódok hogyan viselkednek, attól függ, hogy az IC melyik verzióját használjuk. A TPS24712 esetében reteszes módban működik. Másrészt a TPS24713 újbóli módban működik.
Amikor reteszes módban vagyunk, ha a hiba időzítő elfogy, kikapcsolja a külső MOSFET-et, és az FLT PIN-kódot nyitott állapotban tartja. A reteszelt mód visszaállításához az EN PIN -kódot vagy a VCC -t ciklusként lehet kerékpározni.
Most, ha újbóli módban vagyunk, amikor a hiba időzítő lejár, akkor először kikapcsolja a külső MOSFET -et. Aztán várja, hogy az időzítő tizenhat ciklusa töltse fel és mentesítse.
Miután várt, megpróbálja újraindulni. Ez az egész folyamat folyamatosan megismétlődik, amíg a hiba még mindig ott van. Újraindító módban az FLT PIN-kód bármikor nyitva lesz, amikor a hiba időzítő letiltja a külső MOSFET-et.
Ha folyamatos hibánk van, az FLT hullámforma impulzusok sorozatává válik. Érdemes megjegyezni, hogy az FLT PIN nem aktiválódik, ha valami más letiltja a külső MOSFET -et, mint például az EN PIN -t, hogy egy túlhomagolási leállást vagy UVLO alsóbbrendű lezárást. Ha nem használjuk ezt a PIN -kódot, akkor lebeghetjük.
FlTB
Az FLTB csap kifejezetten a TPS24710/11 -hez képest. Ez az aktív-alacsony nyitott csatorna kimenete alacsony, ha a TPS24710/11/11/13 elég hosszú ideig volt az aktuális határon, hogy a hiba időzítője azt mondja, hogy 'az idő felfelé'.
Az FLTB PIN -kód viselkedése az, hogy az általunk használt IC verziótól függ. A TPS24710 reteszes módban működik, míg a TPS24711 újbóli módban működik.
Ha Latch módban vagyunk, a hiba időtúllépése kikapcsolja a külső MOSFET -et, és tartja az FLTB csapot alacsonyan. A reteszes mód visszaállításához az EN vagy a VCC -t ciklusra lehet ciklusra. Ha újbóli módban vagyunk, a hiba időtúllépése először kikapcsolja a külső MOSFET -et, majd várja meg a tizenhat időzítő töltési és kisülési ciklusát, majd megpróbálja újraindulni.
Ez az egész folyamat megismétlődik, amíg a hiba jelen van. Újraindító módban az FLTB csapot alacsonyan húzzák, amikor a hiba időzítő letiltja a külső MOSFET -et.
Ha van folyamatos hiba, akkor az FLTB hullámforma impulzusok sorozatává válik. Ne feledje, hogy az FLTB csap nem aktiválódik, ha a külső MOSFET le van tiltva az EN túlhőmérsékleti leállítás vagy UVLO által. Ha nem használjuk ezt a tűt, akkor lebeghet.
KAPU
A kapucsap nagyon fontos, mert így vezetjük a külső MOSFET -et alapvetően megmondani, mit kell tennie. Ennek segítése érdekében van egy töltőszivattyú, amely 30 µA áramot ad. Ez az extra áram segít a külső MOSFET jobban teljesíteni.
Annak biztosítása érdekében, hogy a kapu és a forrás közötti feszültség ne haladjon túl magasra, és károsodást okoz, a kapu és a VCC között 13,9 voltra van beállítva. Ez különösen fontos, mert a VCC általában nagyon közel áll a Vouthoz, amikor a dolgok normálisan futnak.
Amikor először indítunk egy transzkonduktív erősítőt, gondosan beállítjuk egy adott MOSFET (M1) kapu feszültségét. Ez elősegíti a behatolási áramot, amely az áram növekedése, amely akkor fordulhat elő, amikor először bekapcsol.
Ez idő alatt az időzítőcsap egy időzítő kondenzátort (CT) tölt. Az inrush -áram e korlátozása addig folytatódik, amíg a kapu és a VCC közötti feszültségkülönbség át nem kerül egy bizonyos ponton, az úgynevezett időzítő aktiválási feszültségnek. Ez a feszültség 5,9 volt, ha a VCC 12 volt.
Amint a feszültségkülönbség meghaladja ezt a küszöböt, a TPS24710/11/11/13 az úgynevezett áramkör-megszakító módba kerül.
Az időzítő aktiválási feszültsége úgy működik, mint egy trigger, miután a feszültség megüt, amely a behatoló művelet leáll, és az időzítő abbahagyja az áramot, és inkább süllyedni kezd.
Most az áramkör-megszakító módban folyamatosan figyeljük a jelenlegi RSense-en átmenő áramot, és összehasonlítjuk azt a MOSFET hatalmi-limit-sémáján alapuló határértékkel (nézze meg a PROG-t.
Ha az RSense -en keresztüli áram áthalad ezen a határon, akkor a MOSFET M1 ki van kapcsolva annak védelme érdekében. A kapucsap néhány konkrét helyzetben is le lehet tiltani.
A kaput egy 11-MA áramforrás húzza le, amikor bizonyos hibakörülmények történnek:
A hiba időzítője elfogy az idő alatt egy túlterhelési áram hiba (amikor a vSense meghaladja a 25 mV -t).
A feszültség ven a beállított szint alá esik.
A VVCC feszültség az alulfeszültség-zárolás (UVLO) küszöb alatt áll.
Ha a kimeneten kemény rövidzárlat van, akkor a kaput sokkal erősebb 1 -es áramforrás húzza le, nagyon rövid ideig (13,5 µs).
Ez csak akkor fordul elő, ha a VCC és az Sense közötti feszültségkülönbség több mint 60 mV, ami azt mondja, hogy van egy gyors kirándulási helyzet. A gyors leállítás után egy 11 mA-os áramot használnak a külső MOSFET kikapcsolásának tartásához.
Végül, ha a chip túl forró lesz, meghaladja a túl hőmérséklet-leállítási küszöböt, akkor a kapucsap is le van tiltva. A kapucsapok reteszes módban maradnak a chip bizonyos verzióihoz (TPS24710 és TPS24712). Más verziókhoz (TPS24711 és TPS24713) rendszeresen megpróbál újraindítani.
Az egyik fontos dolog, amit emlékezni kell, nem szabad közvetlenül a kapucsapot a földre (GND) vagy a kapucsapot a kimenethez (ki) csatlakoztatni.
GND
A GND PIN meglehetősen egyértelmű, ha csatlakozunk a rendszer földjéhez. Gondolj rá, mint az áramkör összes feszültségének általános referenciapontját.
KI
A kimenő csap nagyon fontos a külső MOSFET lefolyó és forrás közötti feszültségkülönbség megfigyeléséhez, más néven M1. Ez a feszültség leolvasása szükséges mind az energiaellátó indikátorhoz (PG/PGB), mind az energiakorlátozó motorhoz.
Mindkettő a PIN -kód pontos méréseire támaszkodik, hogy megfelelően működjön. Annak érdekében, hogy megvédjék a PIN -kódot a potenciálisan káros negatív feszültség tüskékkel szemben, akkor blast -diódát vagy elegendő kondenzátort kell használnunk.
Olyan helyzetekben, amikor nagyon sok energia van, javasoljuk a Schottky diódát, amelyet 3 A és 40 V értékűek, SMC csomagban, mint egy jó szorító megoldás.
Alacsony impedancia kerámia kondenzátor segítségével is meg kell kerülnünk a PIN-t a GND-be. Ennek a kondenzátornak a kapacitásának valahol 10 nF és 1 μF között kell lennie.
PG
A PG csap kifejezetten a TPS24712/13 alkatrészeknél. Ez a kimenet aktív-magas módban működik, ami azt jelenti, hogy magasan megy, ha a dolgok jóak, és nyílt csatornákként vannak beállítva.
Ez megkönnyíti a csatlakoztatást a DC/DC konverterekhez vagy más megfigyelő áramkörökhöz.
A PG PIN-kód nagy impedanciájú állapotba kerül, ami azt jelenti, hogy lényegében leválasztják, amikor a FET csatornájának feszültsége 170 mV alá kerül. Ez egy rövid, 3,4 milliszekundum késés után történik, hogy elkerülje a hamis kiváltozókat. Ezzel szemben alacsonyan húzódik, ha a VDS 240 mV -n túl halad.
Miután az M1 VDS növekszik, a PG csap alacsony impedancia állapotba kerül, ami azt jelenti, hogy ugyanazon 3,4 ms-os késleltetés után aktívan húzódik. Ez akkor fordul elő, amikor a kaput a GND -hez vonják be ezen helyzetek bármelyike miatt:
Észlelünk egy túlterhelési áram hibát, ami azt jelenti, hogy V ÉRZÉK nagyobb, mint 25 mV.
A kimenetnél súlyos rövidzárlat van a V -nél (V CC -érzéki) 60 mV-nál nagyobb, jelezve, hogy elértük a gyors utazási küszöböt.
A feszültség v -nél -Ben A beállított küszöb alá esik.
A feszültség v -nél VCC Csökken az alulfeszültség-lezárási (UVLO) küszöb alatt.
A szerszám hőmérséklete meghaladja a túl hőmérsékleti leállítás (OTSD) küszöbértéket.
Fontos megjegyezni, hogy ha nem tervezi a PG PIN -kódot, akkor egyszerűen nem maradhat. Ez nem befolyásolja az áramkör többi részének működését.
PGB
A PGB PIN -t kifejezetten a TPS24710/11 készülékhez jelöljük. Ez a kimenet működése során aktív alacsony konfigurációval működik, és azt a nyílt lefolyó kialakításával jellemezzük, amelyet kifejezetten kidolgoztunk, hogy kapcsolatba léphessünk azokkal a DC/DC konverterekkel vagy megfigyelő áramkörökkel, amelyek lefelé vannak.
Látjuk, hogy a PGB jel átmenetet hajt végre, és alacsony állapotba lép, miután megfigyeljük, hogy a Field Effect tranzisztor (FET) forrásfeszültségének (VDS) lefolyója 170 mV alatti szintre csökken, ez akkor történik, amikor egy deglitch késleltetés 3,4 milliszekundumig tart.
Másrészt visszatér, és egy nyitott lefolyó állapotba kerül, amikor a VDS 240 mV -ra haladja meg. Miután megláttuk az M1 VDS -t, akkor valami, ami a kaput a földre húzza az alábbiakban felsorolt körülmények között, a PGB ezután nagy impedancia állapotba lép, miután vártuk ugyanazt a 3,4 ms deglitch késleltetést:
Az IC egy túlterhelési áram hibát észlel, amikor látja, hogy a VSense feszültsége meghaladja a 25 mV -t.
Ha az IC úgy találja, hogy súlyos kimeneti rövidzárlat van jelen, akkor meg tudja mondani, mert a V (VCC - Sense) leolvasás nagyobb, mint 60 mV, ami azt mondja nekünk, hogy a gyors kirándulási küszöböt megsértették.
Vegye figyelembe, hogy a Ven feszültség olyan szintre esik, amely a küszöbérték alatt van.
A VCC feszültség merül fel, a feszültség alatt álló (UVLO) küszöb alatt.
Vegye figyelembe, hogy a szerszámhőmérséklet emelkedik, és meghaladja a hőmérséklet -leállítás (OTSD) küszöbértéket.
Érdemes megjegyezni, hogy ezt a tűt függetlennek hagyhatjuk, ha nem kell felhasználnunk.
Prog ellenállás
Annak érdekében, hogy szabályozzuk a maximális teljesítményt, amelyet a külső MOSFET M1 -ben megengedünk a behatolásos körülmények között, egy programozható (PROG) ellenállást kell csatlakoztatnunk ehhez a PGB -től a földig. Alapvető fontosságú, hogy elkerüljük a feszültség alkalmazását erre a tűre.
Ha nincs szüksége állandó teljesítménykorlátozásra, akkor olyan prog -ellenállást kell alkalmaznia, amelynek értéke 4,99 kΩ. Annak meghatározására, hogy mi a maximális teljesítmény, felhasználhatjuk a következő (1) egyenletet:
R -tól Púpos = 3125 / (P Limen * R ÉRZÉK + 0,9 mV * v CC )
A már létező RPROG alapján történő kiszámítás céljából a következő PLIM -egyenletet kell alkalmaznunk (2), amely a MOSFET M1 megengedett teljesítménykorlátozása:
P Limen = 3125 / (r Púpos * R ÉRZÉK ) - (0,9 mV * v (v CC -Out)) / r ÉRZÉK
Ebben a képletben az RSense a terhelési áram megfigyelési ellenállása, amely a VCC PIN és a Sense PIN között van csatlakoztatva. Ezenkívül az RPROG az ellenállás, amelyet a Prog PIN -ről a GND -hez csatlakoztatunk.
Mérjük mind az RPROG -t, mind az RSense -t Ohm -ban, és a PLIM -et Watts -ban mérjük. A PLIM -et úgy határozzuk meg, hogy megvizsgáljuk a MOSFET M1 maximális megengedett termikus feszültségét, amelyet egy másik egyenlet felhasználásával találunk:
P Limen (T J (max) - T C (max) ) / R ΘJC (max )
