Se säätelee ylitysvirtaa aina, kun komponentti asennetaan ja suojaa oikosulkuilta ja ylivirta -ongelmilta, kun komponentti on käytössä.
Tämä mahdollistaa vaurioituneiden komponenttien, parannusten tai ylläpidon korvaamisen sulkematta koko järjestelmää, joka on kriittinen korkean saatavuusjärjestelmille, kuten palvelimille ja verkkokytkimille.
Yleiskatsaus
Kuumavesien sovelluksissa TPS2471X: n ensisijainen tehtävä on ajaa luotettavasti ulkoista N-kanavaista MOSFET: tä nopeudella 2,5 V-18 V. Vika-ajoituksen ja säädettävien virran rajoitusten avulla se suojaa toimituksen ja kuorman liiallisesta virrasta käynnistyksen aikana.
Lisäksi piiri takaa, että ulkoinen MOSFET pysyy turvallisen käyttöalueen (SOA) sisällä. Se hallitsee myös inrush -virtaa. Lisäksi tämän kuuman vaihdon virtalähteen avulla voit nyt korvata kuormapiirin vialliset osat joutumatta sammuttamaan syöttötehoa.
TPS24710/11/12/13 on tyyppinen ohjain, jota meille on helppo käyttää. Se saadaan toimimaan jännitteillä välillä 2,5 V-18 V, ja he kutsuvat sitä kuumanvaihteen ohjaimeksi ja tämä tarkoittaa, että se pystyy hallitsemaan ulkoista N-kanavaista MOSFET: tä turvallisesti.
Lisäksi voimme nähdä, että sillä on ohjelmoitava virtaraja ja vika -aika, ja nämä ovat siellä pitämään syöttö ja kuormitus turvassa liikaa virran aloittaessamme asioita.
Laitteen käynnistyksen jälkeen annamme virtojen mennä käyttäjän valitseman rajan yläpuolelle, mutta vain ohjelmoidun aikakatkaisun saakka tapahtuu. Kuitenkin, jos on todella suuria ylikuormitustapahtumia, katkaisemme heti kuorman lähteestä.
Asia on, että nykyinen merkityskynnys on matala, se on 25 mV ja se on erittäin tarkka, joten pystymme käyttämään pienempiä aistivastuksia ja toimivat paremmin, mikä tarkoittaa, että menetetään vähemmän ja jalanjälki on pienempi.
Lisäksi ohjelmoitava virran rajoitus varmistaa, että ulkoinen MOSFET toimii aina turvallisen käyttöalueen SOA: n sisällä.
Tämän vuoksi pystymme käyttämään pienempiä mosfetejä ja järjestelmä on luotettavampi. Lisäksi on olemassa voimaa ja viantuotoksia, joita voimme käyttää pitämään tilaa silmällä ja ohjaamaan kuormaa edelleen linjaa alas.
Toiminnallinen lohkokaavio
Pinout -yksityiskohdat
| Sisä- | 2 | 2 | Minä | Aktiivisen korkean logiikan syöttö laitteen mahdollistamiseksi. Yhdistetään vastuksen jakajaan. |
| Flt | - | 10 | Se | Avoin levyn lähtö (aktiivisesti korkea), joka merkitsee ylikuormitusvian, aiheuttaen MOSFET: n sammutuksen. |
| Fltb | 10 | - | Se | Avoin levyn lähtö (aktiivinen matala), joka osoittaa ylikuormitusvian, sammuttaen MOSFET: n. |
| PORTTI | 7 | 7 | Se | Tulos ulkoisen MOSFET: n portin ajamiseksi. |
| Hölynpöly | 5 | 5 | - | Maayhteys. |
| Ulkona | 6 | 6 | Minä | Tarkkailee MOSFET -tehoa tunnistamalla lähtöjännite. |
| Pg | - | 1 | Se | Avoimen levyn lähtö (aktiivisella korkealla), joka osoittaa voiman hyvätilaa MOSFET-jännitteeseen perustuen. |
| PGB | 1 | - | Se | Avoin levyn lähtö (aktiivisesti matala), joka merkitsee voiman hyvätilaa, määritettynä MOSFET-jännitteellä. |
| Prog | 3 | 3 | Minä | Asettaa MOSFET: n maksimitehon hajoamisen kytkemällä vastus tästä PIN -koodista GND: hen. |
| Aisti | 8 | 8 | Minä | Virtatunnistustulon jännitteen tarkkailuun VCC: n ja Sense: n välisen shunttivastuksen välillä. |
| AJASTIN | 4 | 4 | I/O | Yhdistä kondensaattoriin määrittelemään vian ajoituksen kesto. |
| VCC | 9 | 9 | Minä | Toimittaa tehon ja aistien syöttöjännite. |
Piirikaavio
PIN -PIN -kuvaus
Sisä-
Kun käytämme 1,35 V: n tai enemmän jännitettä tähän tiettyyn nastaan, se kytkeytyy päälle tai sallii portin ohjaimen kytkimen.
Jos lisäämme ulkoisen vastusjakajan, se antaa En PIN -tiedoston toimia kuin alijännitemonitorilla, joka pitää silmällä jännitetasoa.
Nyt jos pyöräilemme en -nastausta tuomalla se matalaksi ja sitten takaisin korkealle, se on kuin lyömme Reset -painiketta TPS24710/11/12/13, varsinkin jos se on aiemmin lukittu vikaolosuhteiden takia.
On tärkeää, että emme jätä tätä nastaan kelluvaa, se on kytkettävä johonkin.
Flt
FLT -tappi on erityisesti TPS24712/13 -varianttien kohdalla. Tämä aktiivisella korkealla avoimella leviämislähtöllä menee korkean impedanssitilaan, kun TPS24712/13 on toiminut nykyisessä rajassa liian kauan aiheuttaen vika-ajastimen päättymisen.
Se, kuinka FLT -nasta toimii, riippuu todella siitä, mitä IC -versiota käytämme. TPS24712: lle se toimii salpatilassa. Toisaalta TPS24713 toimii uudelleentarkastustilassa.
Kun olemme salpatilassa, jos vika-ajastin loppuu, se sammuttaa ulkoisen MOSFET: n ja pitää FLT-nasta avoimessa olosuhteessa. Tämän lukitustilan nollaamiseksi voimme pyöräillä joko EN -nastaan tai VCC: n.
Nyt jos olemme uudelleenjärjestelmässä, kun vika -ajastin vanhenee, se sammuttaa ensin ulkoisen MOSFET: n. Sitten se odottaa ajastimen kuusitoista sykliä lataamaan ja purkautumaan.
Odotettaessa sitä yrittää käynnistää uudelleen. Koko tämä prosessi toistuu jatkuvasti niin kauan kuin vika on edelleen olemassa. Uudelleenjärjestelmässä FLT-nasta tulee avoimeksi, kun vika-ajastin poistaa ulkoisen MOSFET: n käytöstä.
Jos meillä on jatkuva vika, FLT -aaltomuoto muuttuu sarjasta pulsseja. On syytä huomata, että FLT -nasta ei aktivoitu, jos jokin muu poistaa ulkoisen MOSFET: n, kuten en -nasta, ylikuormitus sammuttaa tai UVLO -alijännitteen lukitus. Jos emme käytä tätä tapia, voimme jättää sen kelluvaksi.
Fltb
FLTB -tappi on erityisesti TPS24710/11: lle. Tämä aktiivisen matalan avoimen levyn lähtö laskee, kun TPS24710/11/12/13 on ollut nykyisessä rajassa riittävän kauan, jotta vika-ajastin sanoisi 'aika on ylös'.
Kuinka FLTB -nasta käyttäytyy, riippuu käyttämästämme IC -versiosta. TPS24710 toimii salpatilassa, kun taas TPS24711 toimii uudelleentarkastustilassa.
Jos olemme salpatilassa, vika -aikakatkaisu sammuttaa ulkoisen MOSFET ja pidä FLTB -nastana alhaisena. Salpa -tilan palauttamiseksi voimme pyöräillä EN tai VCC. Jos olemme uudelleenkäymistilassa, vika -aikakatkaisu sammuttaa ensin ulkoisen MOSFET: n, odota sitten kuusitoista ajastimen lataamista ja purkamista ja yritä sitten käynnistää uudelleen.
Tämä koko prosessi toistuu niin kauan kuin vika on läsnä. Uudelleenjärjestelmässä FLTB -nasta vedetään matalaksi aina, kun vika -ajastin poistaa ulkoisen MOSFET: n.
Jos on jatkuvaa vikaa, FLTB -aaltomuodosta tulee sarja pulsseja. Muista, että FLTB -nasta ei aktivoi, jos ulkoinen MOSFET poistetaan käytöstä ylikuormituksen sammutus tai uvlo. Jos emme käytä tätä tapia, se voidaan jättää kelluvaksi.
PORTTI
Portintappi on todella tärkeä, koska se on se, kuinka ajamme ulkoista MOSFET: tä, joka on olennaisesti kerromme sille mitä tehdä. Tämän auttamiseksi on latauspumppu, joka antaa 30 µA virran. Tämä ylimääräinen virta auttaa ulkoista MOSFET: tä toimimaan paremmin.
Varmistaaksesi, että portin ja lähteen välinen jännite ei nouse liian korkealle ja aiheuttavat vaurioita, portin ja VCC: n välillä on 13,9 volttia. Tämä on erityisen tärkeää, koska VCC on yleensä hyvin lähellä VOUT: ta, kun asiat juoksevat normaalisti.
Kun aloitamme ensin transconduktanssivahvistimen, säätää huolellisesti tietyn MOSFET: n (M1) porttijännitteen. Tämä auttaa rajoittamaan inrush -virtaa, joka on virran ylitys, joka voi tapahtua, kun käynnistät jotain.
Tänä aikana ajastintappi lataa ajastinkondensaattorin (CT). Tämä inrush -virran rajoittaminen jatkuu, kunnes portin ja VCC: n välinen jänniteero kulkee tietyn ajastimen aktivointijännitteen nimeltä pisteen yli. Tämä jännite on 5,9 volttia, kun VCC on 12 volttia.
Kun jänniteero menee tämän kynnyksen yli, TPS24710/11/12/13 menee niin kutsuttuun piiri-katkaisijatilaan.
Ajastimen aktivointijännite toimii kuin liipaisin, kun jännite osuu siihen pisteeseen, että INRUSH -toimenpide pysähtyy ja ajastin lopettaa virran tarjoamisen ja alkaa upottaa sitä sen sijaan.
Nyt Circuit-Breaker-tilassa tarkkailemme jatkuvasti Rsensen läpi kulkevaa virtaa ja vertaamme sitä MOSFET: n virranrajajärjestelmän perusteella rajaan (tarkista Prog saadaksesi lisätietoja tästä).
Jos Rsensen kautta kulkeva virta kulkee tämän rajan yli, MOSFET M1 kytketään pois päältä sen suojaamiseksi. Porttitappi voidaan myös poistaa käytöstä muutamissa erityisissä tilanteissa.
Portin vedetään 11-MA: n virran lähde alas, kun tietyt vikaolosuhteet tapahtuvat:
Vika -ajastin loppuu aikaa ylikuormituksen virran vian aikana (kun VSense menee yli 25 mV).
Jännitteen ventti putoaa asetetun tason alapuolelle.
Jännite VVCC menee alajännitteen lukituksen (UVLO) kynnyksen alapuolelle.
Jos lähtössä on kova oikosulku, portti vetää alas paljon vahvemmalla 1 virranlähteellä hyvin lyhyen ajan (13,5 µs).
Tämä tapahtuu vain, jos VCC: n ja Sense: n välinen jänniteero on yli 60 mV, joka kertoo meille, että nopean sammutustilanne on. Tämän nopean sammutuksen jälkeen 11-MA-virtaa käytetään ulkoisen MOSFET: n kytkemiseen pois päältä.
Lopuksi, jos siru on liian kuuma ylittäen yli lämpötilan sammutuskynnyksen, myös porttitappi on poistettu käytöstä. Porttitappi pysyy alhaisena salpatilassa tietyille sirun versioille (TPS24710 ja TPS24712). Muille versioille (TPS24711 ja TPS24713) se yrittää säännöllisesti käynnistää uudelleen.
Yksi tärkeä muistettava asia, että meidän ei pitäisi kytkeä ulkoista vastusta suoraan portin nastaan maahan (GND) tai portin tappista lähtöon (ulos).
Hölynpöly
GND -tappi on melko suoraviivainen, missä olemme yhteydessä järjestelmän maahan. Ajattele sitä yleisenä vertailupisteenä kaikille piirin jännitteille.
Ulkona
Out PIN -tiedosto on todella tärkeä seuraamaan jännitekeeroa viemärin ja ulkoisen MOSFET: n lähteen välillä, joka tunnetaan myös nimellä M1. Tämä jännitteen lukeminen on välttämätöntä sekä voiman hyvällä indikaattorilla (PG/PGB) että virtaa rajoittavalle moottorille.
Molemmat luottavat tarkkoihin mittauksiin tästä PIN -koodista toimiakseen oikein. Passin suojaamiseksi mahdollisesti vahingollisilta negatiivisilta jännitepiikiltä meidän on käytettävä puristusdiodia tai tarpeeksi kondensaattoreita.
Tilanteissa, joissa on paljon voimaa, ehdotamme Schottky -diodia, jonka arvo on 3 A ja 40 V SMC -paketissa hyväksi kiinnitysratkaisuksi.
Meidän on myös ohitettava PIN-koodi GND: hen matalalla impedanssin keraamisella kondensaattorilla. Tämän kondensaattorin kapasitanssin tulisi olla välillä 10 nf - 1 μF.
Pg
PG -nasta on erityisesti TPS24712/13 -komponenteille. Tämä lähtö toimii aktiivisessa korkeudessa, mikä tarkoittaa, että se menee korkealle, kun asiat ovat hyviä ja on asetettu avoimeksi.
Tämän avulla on helppo muodostaa yhteys DC/DC -muuntimiin tai muihin valvontapiireihin.
PG-tappi menee korkean impedanssitilaan, mikä tarkoittaa, että se on olennaisesti irrotettu, kun FET: n tyhjennys-lähdejännite on alle 170 mV. Tämä tapahtuu lyhyen 3,4 millisekunnin viiveen jälkeen väärien liipaisimien välttämiseksi. Sitä vastoin se vetää matalaa, kun VDS menee yli 240 mV.
Kun M1: n VDS lisää, PG-nasta menee matalan impedanssitilaan, mikä tarkoittaa, että se vedetään aktiivisesti alhaiseksi saman 3,4 ms: n viiveen jälkeen. Tämä tapahtuu, kun portti vedetään GND: hen minkä tahansa näiden tilanteiden vuoksi:
Havaitsemme ylikuormitusvirran, joka tarkoittaa v Aisti on yli 25 mV.
Lähtössä on vakava oikosulku, joka aiheuttaa V: tä (V CC -aisti) olla yli 60 mV, mikä osoittaa, että olemme saavuttaneet nopeasti matkan sammutuskynnyksen.
Jännite V: ssä Sisä- putoaa sen asetetun kynnyksen alapuolelle.
Jännite V: ssä VCC Pudotaan alajännitteen lukituksen (UVLO) kynnyksen alapuolelle.
Muotin lämpötila menee ylimääräisen lämpötilan sammutuksen (OTSD) kynnyksen yläpuolelle.
On tärkeää muistaa, että jos et aio käyttää PG -nasta, voit yksinkertaisesti jättää sen kytkemättömäksi. Se ei vaikuta muun piirin toimintaan.
PGB
Määrittelemme PGB -nastaan erityisesti TPS24710/11 -laitteen. Tämä erityinen tulos toimii toiminnassaan aktiivisen matalan kokoonpanon kanssa, ja karakterisoimme sen avoimella viemärisuunnittelulla, jonka olemme nimenomaisesti suunnitelleet, jotta se voi muodostaa yhteyden niihin DC/DC -muuntimiin tai seurantapiiriin, jotka ovat siitä alavirtaan.
Näemme, että PGB -signaali tekee siirtymisen, siirtyen matalaan tilaan, kun havaitsemme, että kenttätransistorin (FET) lähdejännite (VDS) putoaa alle 170 mV: n tasolle, tämä tapahtuu sen jälkeen, kun meillä on deglitch -viive, joka kestää 3,4 millisekuntia.
Toisaalta se palaa takaisin, menemällä avoimeen tyhjennystilaan, kun VDS menee yli 240 mV. Kun näemme M1: n VDS: n nousevan, jotain tapahtuu, kun portti vedetään maahan missä tahansa alla luetelluissa olosuhteissa, PGB siirtyy sitten korkean impedanssin tilaan sen jälkeen, kun olemme odottaneet samaa 3,4 ms: n Deglitch -viivettä:
IC havaitsee ylikuormituksen virran vian, kun se näkee, että VSense -jännite nousee yli 25 mV.
Jos IC havaitsee, että läsnä on vakava lähtökohta, se voi kertoa, koska V (VCC - Sense) -lukeminen on suurempi kuin 60 mV, mikä kertoo meille, että nopea matkan sammutuskynnys on rikottu.
Huomaa, että jännitteen Ven putoaa tasolle sen osoitetun kynnyksen alapuolelle.
VCC -jännitteen laskija menee alle jännitteen lukituksen (UVLO) kynnyksen alapuolelle.
Huomaa, että muotin lämpötila nousee, ylittäen yli lämpötilan sammutuksen (OTSD) kynnyksen.
On syytä huomata, että voimme jättää tämän PIN -koodin kytkemättömäksi, jos meidän ei tarvitse käyttää sitä.
Prog -vastus
Jotta voimme säätää suurinta tehoa, jonka sallimme ulkoisessa MOSFET M1: ssä näiden INRUSH -olosuhteiden aikana, meidän on kytkettävä ohjelmoitava (PROG) vastus tästä PGB: stä maahan. On ratkaisevan tärkeää, että vältämme tämän PIN -koodin levittämistä.
Jos et tarvitse vakiona voimarajaa, sinun on käytettävä prog -vastusta, jonka arvo on 4,99 kΩ. Määrittää, mikä on maksimiteho, voimme hyödyntää seuraavaa yhtälöä (1):
R - Prog = 3125 / (P Limakalvo * R Aisti + 0,9 mV * V CC -A
Jo olemassa olevan RPROG: n perustuvan voimarajan laskemiseksi meidän on sovellettava seuraavaa PLIM -yhtälöä (2), joka on MOSFET M1: n sallittu voimaraja:
P Limakalvo = 3125 / (R Prog * R Aisti ) - (0,9 mV * V (V CC -Out)) / r Aisti
Tässä kaavassa rsense on kuormitusvirran valvontavastus, joka on kytketty VCC -nastan ja aistitapin väliin. Rprog on myös vastus, jonka yhdistämme Prog -nastasta GND: hen.
Mittaamme sekä rprogia että rsenseä ohmeissa ja mitataan PLIM Wattsissa. Määritämme PLIM: n tarkastelemalla MOSFET M1: n suurin sallittua lämpöjännitystä, jonka voimme löytää käyttämällä toista yhtälöä:
P Limakalvo <(T J (max) - t C (Max) ) / R Θjc (max -A
