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节能型四通道低边智能电源开关

本文介绍一款为最大限度地降低总体耗散功率而专门设计的新型四通道低边智能功率开关,重点介绍该开关的主要技术特性,例如,每条通道都具有很低的Rds(on)导通电阻和业内独一无二的可设置输出限流和可设置关闭

I.前语

本文介绍一款单片高速(fSW高达100kHz)四通道低边开关。该产品能够驱动任何类型的负载(阻性负载、理性负载和容性负载),开关一侧衔接电源电压(Vcc)。

该开关是IPS4260L,单片集成了四条45V功率MOSFET通道(在25摄氏度时Rds(on) 典型值260mΩ)以及逻辑接口、栅驱动器、维护和确诊功用。IPS4260L选用Jedec规范HTSSOP 20引脚微型功率封装。

该器材选意图法半导体的Multipower-BCD工艺规划制作。Multipower-BCD是一项智能功率技能,能够在同一芯片上集成操控单元和功率级。

II.IPS4260L框图

图1所示是该器材的作业原理框图。从框图中能够看出,每条通道都装备全面的维护功用,包含欠压确定、独立结过热维护、可设置限流(运用ILIM引脚和SGND之间衔接的外部电阻RLIM设置限流)、理性钳位(典型值58V) 和电源轨断开维护。

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图1:IPS4260L框图

电源轨之间衔接一个齐纳二极管或TVS二极管,以快速开释感应电能(见下图),也能够将Vz引脚衔接到电源轨,缓慢开释感应电能。

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图2:根据IPS4260L的快速退磁大理性负载驱动电路

欠压维护能够防止电源电压十分低的反常操作,而接地断开维护能够在接地断开时当即封闭功率级,防止开关被击穿损坏。

每个通道过热关断结温都是160°C (典型值),能够防护常见的过载状况。

开关的输入模块是TTL/CMOS兼容输入/输出,能够最大极限削减输入开关次数,并能够经过串联电阻衔接光耦。

当通道导通时,输入高电平的最低电压大于 2.0V。当通道是短路封闭或过热关断状况时,相关输入引脚经过开漏晶体管在内部关断。

开漏共用状况引脚能够直接驱动一个发光二极管(LED),指示封闭维护或结过热关断(FLT引脚)和断态开路负载或接地短路( OL针)状况。

III.非耗散性短路

如前所述,IPS4260L器材可运用一个外部电阻设置片上集成的限流维护功用。

除每个通道的结过热维护和结温检测功用外,IPS4260L还集成了所谓的“非耗散性短路模块”,旨在按捺开关的全体耗散功率。当很多通道过载而导致开关温度骤升时,这一额定维护功用能够防止PCB功用下降。

实际上,在过载状况下,输出电流被限制为ILIM,持续时刻为(tCOFF),限流值用衔接在CoD引脚和SGND引脚之间的外部电阻(RCoD)来设定(见图1或图2)。通道封闭一段

时刻(tRES)后,主动从头导通,坚持通道结温低于TJSD(关断结温)。

图4所示是过载期间的过热电压波形。VINX表明INx引脚电压,每逢FLT引脚电压下降,VINX就会下降,而MCUx电压坚持稳定

假如结温到达TJSD,过载通道只要在结温降至TJSD – TJHYST(复位温度)后才会从头导通。需求着重的是,过热维护仅干涉过载通道; 非过载通道持续正常运转。

IV.断态开路负载检测

为了检测断态下的开路负载毛病,必须在PGND引脚和输出引脚之间衔接一个下拉电阻(见图5)。在功用正常状况下,电流流过下拉电阻和负载组成的网络。负载两头的电压小于最小开路负载电压,OL引脚坚持高电平。

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图5:断态网络中的开路负载检测

当其间一个输出产生开路负载事情时,相关输出引脚的电压将会上升到一个小于最低开路负载电压的数值,在消隐时刻(tBKT)完毕后,经过OL引脚陈述毛病,以下降噪声搅扰导致的误报,这时,OL引脚变低电平,宣布开路负载信号。

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