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[参考译文] TPS1H000-Q1:区分开路负载条件与短路条件之间的/ST 信号(低电平)状态

Guru**** 2395135 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/641633/tps1h000-q1-distinguishing-st-signal-low-status-between-open-load-condition-vs-short-circuit-condition

器件型号:TPS1H000-Q1

你好。 我正在考虑将 TPS1H100AQ 或 TPS1H100BQ 用作我的产品中的高侧开关。 标称负载电流将为3.5A、TPS1H100器件将使用外部电流限制电阻器在负载电流超过3.7A 时限制电流。  

对于我的应用、我遇到 了(/ST)引脚的问题。 我遇到的问题是/ST 引脚在多种故障条件下被驱动为低电平。 当存在开路负载时、它被驱动为低电平、当存在过流/短路情况和热关断时、它也被驱动为低电平。 如何区分这些条件? 在我的应用中、我不必检测开路负载情况。 我只想检测过载/短路/热关断情况。  

当条件为开路负载条件/电池短路条件时、如何实现忽略/ST 信号的电路? 我将其用于工业应用。 因此、不存在输出对电池短路的风险。  

我将/ST 信号带到小型 Cortex-M0处理器、并且我还使用处理器输出引脚来启用/禁用高侧开关。 我的计划是在/ST 引脚由于过载/短路/热关断情况而变为低电平时禁用高侧开关。  

谢谢、
Fazlul Karim

Comtrol Corp.

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    您好!

    TPS1H100B 报告 CS 引脚上的故障。

    过流: CS 引脚报告故障、且高电平= VCS、h

    使能状态(高电平)下的开路负载:CS 引脚为低电平

    处于禁用状态(低电平)的开路负载、在这里有2种情况:

          1- VS - VOUT < VOUT < VOL、OFF、CS 引脚变为高电平、VCS = VCS、h (建议从 VOUT 到 VS 的上拉电阻器)

           2- VS - VOUT > Vol、OFF、CS 引脚保持低电平且 VCS = 0 (建议将 VOUT 下拉电阻器连接至 GND、大约为200K)

    通过在 VOUT 上添加一个下拉电阻器、CS 引脚仅在过流或热关断情况下才变为高电平

    此致、Mahmoud

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    您好 Mahmoud、  

    感谢您的快速响应。 我有几个后续问题:

    1) 1)如何使用 TPS1H100A (A 版本)来区分开路负载条件和短路条件(处于使能状态)。 /ST 引脚在这两种情况下都变为低电平。 然而、当它检测到与一个短路条件(VOUT = L)相比的开路负载条件时、Vout 保持高电平。 如果我可以使用具有/ST 状态的 A 版本、这会使我的设计变得更加简单。 如果不使用处理器/比较器监控 VOUT、我无法找到实现该目的的方法。 当它处于短路状态时、Vout 变为低电平、而当它处于开路负载状态时、Vout 保持高电平。

    2) 2)如果处于使能状态且 Vout 处于过流/短路状态、我应该如何处理 IN 信号? 如果我关闭通道(处于低电平)、我是否必须定期将其打开以查看短路是否已清除? 在关闭通道(处于低电平)并通知用户之前、应该尝试多少次?  

    3) 3)如果通道处于使能状态(处于高电平)、并且有一个大电容负载连接到 VOUT、它是否不会触发电流限制? 如何控制 IN 信号并监控 CS 或/ST 引脚? 我是否应该定期启用通道、如果不再触发电流限制、我将知道它是一个大电容负载?

    4) 4)我对 CS 引脚的运行有点困惑。 它是正常运行期间的电流源、而是故障条件期间的电压源吗? 输出 VCS、h?

    5) 5)我要使用的 MCU 是3.3V 部件、ADC 的 Vref 最大为3.3V。 此外、MCU 的输入引脚的最大输入电压额定值为3.6V。 VCS、h 可能高达4.9V、这会损坏我的 MCU。 如何将 VCS、h 钳位到3.3V 以下以检测故障情况? 对于正常运行、我将使用0至3.0V 范围。  

    感谢你的帮助!  

    此致、
    Fazlul Karim

    Comtrol Corp.

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    你好 Fazlul、

    1-您是否更喜欢使用具有 ST 开漏状态的 A 版本? 开路负载和过载之间的差异是700uS 的抗尖峰脉冲时间。

    2-过载自动恢复,一旦清除故障,ST 信号就会变高。

    3 -输出将在电流限制电平对电容器充电、充电时间根据 ILIM = C dV/dt 而定。 在充电期间 ST 引脚为低电平、并在电容器充电后变为高电平。

    4 -没错

    5 -您可以在 CS 上使用分压器

    此致、Mahmoud
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    1)是的、我更喜欢使用 A-版本。 什么是抗尖峰脉冲时间? 您能帮我更好地理解" 700uS 的抗尖峰脉冲时间"对于该器件的意义吗? 如何在 MCU 中使用此条件在开路负载条件下忽略/ST 低电平?  

    如果我正确理解您的答案、则如果该器件超过我的设置电流限制3.7A 且驱动/ST 为低电平、则该器件将进入电流限制模式。 此外、它将保护自身免受过载/短路情况的影响、并且在 Tj 超过最大 Tj 温度时完全关断。  

    如果我一直保持 IN 信号处于激活状态、则该器件仍应保护自身和我的其他电路免受过载/短路情况的影响。 对吧? 这意味着、我不必根据/ST 引脚的状态执行任何操作? 是这样吗?  

    我可以使用什么逻辑来监控/ST 引脚以报告过载/短路情况?

    2) 2)它是否在过载情况下以及短路情况下都处于自动恢复状态? 它是否会定期打开输出以检查过载情况是否已消除? 它如何检测过载情况已被清除?

    3) 3)确定

    4) 4)确定

    5) 5)当 VCS、h 处于故障模式时、能否使用齐纳二极管将其钳位至3.3V?  

    谢谢、
    Fazlul Karim

    Comtrol Corp.

    [引用 USER="Mahmoud Harmouch"]你 好 Fazlul、

    1-您是否更喜欢使用具有 ST 开漏状态的 A 版本? 开路负载和过载之间的差异是700uS 的抗尖峰脉冲时间。

    2-过载自动恢复,一旦清除故障,ST 信号就会变高。

    3 -输出将在电流限制电平对电容器充电、充电时间根据 ILIM = C dV/dt 而定。 在充电期间 ST 引脚为低电平、并在电容器充电后变为高电平。

    4 -没错

    5 -您可以在 CS 上使用分压器

    此致、Mahmoud

    [/报价]

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    1-版本 A、ST 引脚不会立即报告开路负载、并在700us 抗尖峰脉冲时间后变为低电平。 正确的做法是、我们无法仅使用 ST 信号来区分过流和开路负载、而设计时间没有帮助。 电流限制 CL 引脚可以显示差异、因为过载时 CL 电压为1.233V、开路负载时为0V。 CL 信号可连接到 MCU 输入、但应具有高阻抗、以避免在电流限制容差中增加误差。

    该器件可自我保护、但用户决定在发生故障时禁用该器件。

    我可以使用什么逻辑来监控/ST 引脚以报告过载/短路情况?
    我不确定我是否理解这个问题。 ST 需要一个3.3V 或5V 的上拉电阻器、具体取决于系统。 ST 有2个高电平或低电平状态、由用户决定逻辑。

    2-一旦负载电流高于设定的电流,过流环路就会将 FET 栅极拉至较低的电压,并将 FET 置于饱和区。 该环路是线性的、过载清除后会自动恢复。

    5-我不建议在 CS 引脚上使用齐纳二极管,因为它在故障条件下被钳位到 VCS,h。 使用分压器更安全。
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    "5-我不建议在 CS 引脚上使用齐纳二极管、因为它在故障条件下被钳位到 VCS、h。 使用分压器更安全。"

    --我是否必须将分压器的输出连接到另一个 MCU 引脚以检测 VCS、h 故障情况? 对于正常运行、CS 引脚上将有一个用于电流源模式的 RCS 电阻器、而 MCU 引脚(具有集成 ADC)将连接到 RCS 电阻器。 如何将 RCS 电阻器和分压器输出连接到同一 MCU 引脚? 我希望2.3A 的标称最大电流反映0至3V 的 VCS 电压值(进入 MCU ADC 引脚)。 我将选择 RCS 电阻器值以获得该 VCS 电压。 高于3.1V 将被视为故障条件。 如果有任何问题、请告诉我。

    谢谢、
    法兹勒  

    [引用 user="Mahmoud Harmouch"]1-版本 A、ST 引脚不会立即报告开路负载、并在700us 抗尖峰脉冲时间后变为低电平。 正确的做法是、我们无法仅使用 ST 信号来区分过流和开路负载、而设计时间没有帮助。 电流限制 CL 引脚可以显示差异、因为过载时 CL 电压为1.233V、开路负载时为0V。 CL 信号可连接到 MCU 输入、但应具有高阻抗、以避免在电流限制容差中增加误差。

    该器件可自我保护、但用户决定在发生故障时禁用该器件。

    我可以使用什么逻辑来监控/ST 引脚以报告过载/短路情况?
    我不确定我是否理解这个问题。 ST 需要一个3.3V 或5V 的上拉电阻器、具体取决于系统。 ST 有2个高电平或低电平状态、由用户决定逻辑。

    2-一旦负载电流高于设定的电流,过流环路就会将 FET 栅极拉至较低的电压,并将 FET 置于饱和区。 该环路是线性的、过载清除后会自动恢复。

    5-我不建议在 CS 引脚上使用齐纳二极管,因为它在故障条件下被钳位到 VCS,h。 使用分压器更安全。

    [/报价]

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    我还有一个关于 TPS2H160器件的问题。 我想知道两个通道/FET 是否都可以并联? 更多详细信息如下。

    我的输出电流要求在30V 直流时为2.3A。 最大 TAmbient 为70C。

    我是否可以并联两个通道/FET 以使该器件成为单通道开关? 我认为、在 Tj = 150C 时、应将最大 RDS (ON)减半。 然后、它应该为(280 / 2)= 140m Ω。 我是否能够使用此方法降低 RDS (on)?

    在并联设置中、如果 MCU 同时激活 IN1和 IN2、两个 FET 是否会向负载输送相同的电流。 从理论上讲、它应该但需要确保、因为我不希望它们进入电流限制模式、因为一个 FET 承载大部分电流。

    对于我的2.3A 负载电流要求、我要设置 CL 电阻器、以便在负载电流超过1.5A 时每个通道都进入电流限制。 两个通道并联时的总电流限制应为3A。 根据图25、只要 FET 共享负载电流(每个 FET 的负载电流接近一半)、它似乎就可以工作。

    我不想改用 TPS1H100器件、因为其功能之一不适用于我的应用。 但是、TPS2H160可以正常工作。

    谢谢、
    Fazlul Karim
    Comtrol Corp.
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    您好 Fuzlul、

    我在编写有关并行通道的应用手册。 技术信息包含在随附的草案中、我认为这是准确的。 如果您有疑问、请查看并告知我。 但愿这对您有所帮助

    此致、Mahmoude2e.ti.com/.../Parallel-Switches-App-Note_5F00_MH.docx

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    您可以将2个电阻器 R1和 R2串联、并将 ADC 输入连接到中点。 Vadc = R2/(R1 + R2) x VCS、R2上的电压低于 ADC 最大电压= R2/(R1 + R2) x VCS、h
    或者、您只能使用一个从 CS 到 GND 的电阻器 R2并联一个齐纳+限流电阻器 R1。 在线性模式下、ADC 在 R2上测量且 Vadc = VCS (齐纳二极管未导通且处于空闲状态)。 在钳位模式下、Vadc = Vzener
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    我是否会按照所附文件中所示将其连接到 MCU? R2和 MCU ADC 引脚之间的 R1? 谢谢!  

    e2e.ti.com/.../TPS_5F00_Vcs_2C00_h-clamp_5F00_zener.pdf

    [引用 user="Mahmoud Harmouch"]您可以串联2个电阻 R1和 R2、并将 ADC 输入端连接到中点。 Vadc = R2/(R1 + R2) x VCS、R2上的电压低于 ADC 最大电压= R2/(R1 + R2) x VCS、h
    或者、您只能使用一个从 CS 到 GND 的电阻器 R2并联一个齐纳+限流电阻器 R1。 在线性模式下、ADC 在 R2上测量且 Vadc = VCS (齐纳二极管未导通且处于空闲状态)。 在钳位模式下、Vadc = Vzener

    [/报价]

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    是的、没错。

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    您好!

    您能为我澄清一下 TPS4H160AQ 数据表上的几个参数吗? 数据表上的最大 Istx (STX 引脚上的电流)为-30/10mA。 建议的电流值是多少? 在电气特性表下的"诊断"部分中、显示了 ISTx = 2mA。  

    我想使用/ST 引脚驱动光耦合器上的 LED。 当/ST 引脚有效时、光耦合器上的二极管将正向偏置。

    为了使该电路长时间可靠运行、我需要/ST 引脚在其处于活动状态时能够灌入5mA 电流。  

    感谢你的帮助!

    此致、

    Fazlul Karim

    Comtrol Corp.

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    您好 Karim、

    ST 引脚上的5mA 没有问题。

    此致、Mahmoud