[参考译文] TPS274160：用于防止电感负载和浪涌关闭的接地网络

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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/1404290/tps274160-gnd-network-for-protection-against-turning-off-of-inductive-loads-and-surge

器件型号：TPS274160

工具与软件：

您好、TI 团队：

关于建议用于保护 TPS274160的 GND 网络、我有以下问题。

1) 1) GND 网络、用于防止电感负载关断
如果 TPS274160的输出持续接通、则仅在输入电压断电时才会关闭负载(包括感性负载)。在本例中、我认为只需在 GND 引脚上连接一个二极管(无需并联1k 欧姆电阻器)就足够了。或者、在这种情况下、您是否也推荐使用1k 欧姆电阻器？如果是、为什么？

您是否建议在轻电感负载(例如 Lmax = 0.5mH、Imax = 0.3A)下的 GND 引脚上使用二极管(或二极管/1k Ω 网络)？

2)用于浪涌保护的接地网络
如果在 VS 和 GND 之间使用双向33V TVS、而不会产生持续反向电流、则 GND 引脚上是否需要二极管(或二极管/1k Ω 网络)来保护器件免受浪涌影响？

谢谢你。

此致、

Bernd

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2507005 points

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Bernd、

欢迎来到 E2E、这里有很好的问题！

对于问题1、对于电感负载上出现断电情况的情况、则使用了电阻器。在正常情况下、使用有效电源时、当输出端的电感器关断时、它会变为非常负值、并导致集成式 VDS 钳位启用、从而将输出限制为 VS - VCLAMP。然后、能量在 FET 上耗散(VS -> FET ->负载->接地)。但是、如果失去电源、该器件会自动关断 FET、这将导致电感负载也关断。在这种情况下、钳位仍会触发、但电流会通过接地引脚、跨内部 ESD 钳位到 VS、通过 FET、然后返回负载。流入接地引脚的电流如果没有电阻器、则可能会损坏器件。

对于几 μ H 范围内的布线电感(通常只是电缆)、可以移除二极管/电阻器网络。在这种情况下、仍建议将电阻器与 MCU 数字引脚串联、因为负电压可能导致电流通过高侧开关到达 MCU 的数字 IO 并造成损坏。

对于问题2、您应该使用单向 TVS。否则、对于负浪涌事件、在输入端导通的是我们的 ESD 二极管。但正确的做法是、在这种情况下、可以去掉接地网络。

此致、
TIM

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2507005 points

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Tim、您好！

非常感谢您的快速、详细的回答！

尽管如此、我仍有疑问和补充意见。

对于问题1：

您说过、使用电阻器的原因是为了避免在电感负载断电时产生反向电流、从而损坏器件。但只有一个二极管、根本不会有电流进入 GND 引脚！因此、我不清楚为什么一般情况下建议使用该电阻器。

数据表的表9-1指出、该电阻器用于稳定电感负载关断期间的 GND 电位。所以我认为、如果电感负载关断只会在电源丢失(应用断电)时发生、则不会出现 GND 不稳定的情况。

对于问题2：

我们拥有一个带独立电源模块的模块化系统。在此电源模块中、VS 和 GND 电位之间存在一个双向 TVS。这就是说、我不能改变这个双向 TVS！

在这种情况下、GND 引脚上的二极管会避免反向电流流入 GND 引脚。

而且、由于输入端没有单独的电压源(TPS274160和 MCU 之间存在电隔离、我将在 VS 处通过24V 电源产生的输入高电压)、并且输入端和模块 GND 之间没有低电阻、流入输入端的电流将限制为非临界值。

nSTx 输出将进入光耦合器。因此没有电流进入这些引脚。

您能否对此进行确认、或者您是否对此有其他建议或评论？

再次感谢、此致

Bernd

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 2507005 points

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Bernd、

请参阅我的以下评论：

如果您只有一个二极管、则可以确保没有电流进入高侧开关、但来自已充电电感器的电流必须流向某处。只使用一个二极管、电流将会找到另一条路径-可能通过您的微控制器、并在系统的某个位置造成损坏。

对于电感负载的关断、有严格的时序要求吗？如果将续流二极管与感性负载并联、那么输出将被钳位至二极管的正向压降负值。这样就无需更改输入端的 TVS 二极管。

下面随附了一份非常好的演示文稿、其中介绍了对电感负载进行放电的不同方式、另外还提供了以下电源损耗情况的应用手册：

e2e.ti.com/.../Driving-inductive-loads-using-power-switches.pptx

https://www.ti.com/lit/pdf/slvaes9

此致、
TIM

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