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[参考译文] TPS25983:保护 TPS25983免受24V 电压轨瞬态影响

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: TVS2200, TPS2663, TPS25983, TVS2700, TPS25948

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/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail

器件型号:TPS25983
主题中讨论的其他器件: TVS2700、TVS2200 TPS25948、TPS2663

工具与软件:

您好!

我使用的是使用14V 和24V 电压轨的紧凑型电路板。 它具有三个电压轨、一个用于24V、两个用于14V、并需要过流、过压、欠压和可能的反向电流保护。

我正在考虑使用三个 TPS25983器件作为带有反向阻断 MOSFET 的保险丝(每个连接器一个)。 我还计划在输出端添加 TVS 二极管、以实现瞬态和 ESD 保护。  14V 电压轨的最大电流为6安培、24V 电压轨的最大电流为4安培。

我的问题如下:

  • 24V 电压轨保护:TPS25983的最大额定电压为30V、这没有为 TVS 二极管的选择留下太多空间。 我考虑了 TVS2700平缓钳位、但其最大钳位电压为32V、高于 TPS25983的限值。  不过、我认为 TVS2200的14V 电压轨没问题。

  • 空间限制:此电路板空间非常紧凑、因此、由于尺寸的原因、添加理想二极管控制器和 MOSFET 来代替 TPS25983可能并不可行。

  • 这对我来说很重要、因为反向阻断 MOSFET 开启时会出现问题。 如果处于关断状态、TVS2700也可接受、因为 MOSFET 具有较高的额定电压。

我的问题:

  1. 考虑到 TPS25983的最大额定电压为30V、有何建议可保护 TPS25983在24V 时免受瞬态影响?

  2. 是否有办法调整电路、以在不超过电压限制的情况下获得适当的瞬态保护?  也许可以向反向阻断二极管添加一个比较器来检测瞬变并快速关断反向阻断 MOSFET?

  3. 在空间受限的情况下、TPS25983是否有适合您的紧凑型替代产品?

我选择 TPS25983的主要原因是其尺寸小且集成了反向阻断 MOSFET。 但考虑到空间限制、我愿意接受其他想法。

提前感谢您提供任何建议!

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    尊敬的 Owen:

    您可以检查以下各项。

    对于14V 电源轨、您也可以考虑使用 TPS25948、这是一款具有背对背 FET 集成和更小封装(但采用 WCSP)的23V/8A 器件。 对于24V 电压轨、您也可以使用具有外部 FET 的 TPS2663 (解决方案尺寸应与 TPS25983相同、该器件的额定电压为60V/6A)。

    现在我们回到 TPS25983。

    [报价 userid="619824" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail ]关于保护 TPS25983免受24V 瞬态影响的任何建议(考虑到 TPS25983的最大额定电压为30V)?[/QUOT]

    您的应用中是否预计会出现瞬变? 添加 SMCJ26A 或 TVS2700不能保证钳位在 ABS max 以下、但仍然有助于应对瞬变。 添加较高的去耦电容器也有助于吸收部分电荷。

    [quote userid="619824" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail 是否有办法对电路进行微调、从而在不超过电压限制的情况下获得适当的瞬态保护?  也许可以在反向阻断二极管中添加比较器以检测瞬态并快速关断反向阻断 MOSFET?

    我不确定这将会有何帮助。 我怀疑比较器响应时间会高于瞬态时间。

    感谢您的耐心。

    此致、
    Arush

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    尊敬的 Arush:

    再次感谢您的建议-我真的很感谢您的时间。

    早期我确实看过 TPS2663和 TPS25948、但由于导通电阻更高、最终改用了这两款器件。 我所使用的电路是辅助电源输出、可通过电池接口为各种附件供电。 如果在接通电源的情况下拔下电缆、我们可能会出现瞬态(如 ESD 尖峰)甚至是反向电流。 这就是我最初倾向于 TPS25983的原因、尤其是其内置反向阻断功能。

    我注意到 TPS25948本身无法检测反向电流情况、但只能在关断状态下将其阻断。  我正在考虑可能添加一个 LM74704 TPS25983的下游。 想法是将 LM74704的使能引脚连接到 TPS25983的 B 栅极、因此这两个电路都将同时启用和禁用、同时允许 LM74704主动防止反向电流。  以这种方式组合这两个器件是否存在任何问题?

    我要说明的另一点是 TVS 二极管选择。 TVS2700的钳位电压略高于 TPS25983的绝对最大额定值。 根据您的经验、该裕度有多重要? 这些额定值是否如此严格、以至于我应该考虑将24V 电压轨降低至22V (不理想、但可能可以接受)并切换到 TVS2200?还是通常会留有一点余地? 我力图在不将组件推得太接近其极限的情况下确保实现可靠的设计。  

    再次感谢您的反馈。

    Owen

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    尊敬的 Owen:

    我最初倾向于 TPS25983、尤其是其内置的反向阻断功能。

    TPS25983没有集成的背对背 FET。

    [报价 userid="619824" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail/5558871 #5558871"]我注意到 TPS25948并不固有地检测到反向电流状况、而只是在关闭状态下阻止它。 [报价]

    我没有得到这个。 可使用 RCBCTRL 引脚来控制 TPS25948 RCB。 RCB 在 ON 状态下也有效。 这对 TPS25983有效。

    [报价 userid="619824" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail/5558871 #5558871"]添加 TPS25983下游的 LM74704。 想法是将 LM74704的使能引脚连接到 TPS25983的 B 栅极、因此这两个电路都将同时启用和禁用、同时允许 LM74704主动防止反向电流。  以这种方式组合这两个器件是否存在任何问题?

    我认为对 DVDT/B-GATE 引脚的功能存在一些误解。  

    当此器件中已经具有外部 FET 驱动器时、我不知道理想二极管驱动器电路会对电源路径有什么帮助。

    可能是我误解了您的要求。 您能详细解释一下您的确切要求吗?

    我想澄清的另一点是 TVS 二极管选型。 TVS2700的钳位电压略高于 TPS25983的绝对最大额定值。 根据您的经验、该裕度有多重要? 这些额定值是否如此严格、以至于我应该考虑将24V 电压轨降低至22V (不理想、但可能可以接受)并切换到 TVS2200?还是通常会留有一点余地? 我力图在不将组件推得太接近其极限的情况下确保实现可靠的设计。  [报价]

    建议在器件上评估此情况。 如果存在绝对最大值违例、TI 无法保证器件正常运行。 通常、该器件能够在较短的持续时间内处理略高的电压。

    此致、
    Arush

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    尊敬的 Arush:

    我对上一次答复中的困惑深表歉意;我弄混了一些器件型号、这让事情变得不明朗。 让我澄清一下我的解释。

    对于该设计、我仅参考 TPS25983 LM74704. .

    我知道 TPS25983没有内置背对背 MOSFET、仅提供栅极驱动器来控制外部电流阻断 MOSFET。 根据我的理解、TPS25983与连接到 B 栅极引脚的外部 MOSFET 配对使用时、会阻止反向电流、但仅当器件处于关闭状态时。

    由于 TPS25983在导通状态下不会检测到反向电流、因此我正在考虑使用 LM74704在运行期间进行反向电流检测。 在此设置中、TPS25983不会连接任何外部 MOSFET。 相反、LM74704及其外部 MOSFET 将扮演此角色。 我的想法是将 LM74704的使能引脚连接到 TPS25983的 B-GATE 引脚。 这样、当 TPS25983关闭时、LM74704会自动禁用。

    目标是在 TPS25983的导通和关断状态下均实现反向电流阻断功能。

  • 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。

    尊敬的 Owen:

    [报价 userid="619824" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1446834/tps25983-protecting-tps25983-from-transients-on-24v-rail/5563644 #5563644"]我明白 TPS25983没有内置背靠背 MOSFET、仅提供栅极驱动器来控制外部电流阻断 MOSFET。 根据我的理解、TPS25983与连接至 B 栅极引脚的外部 MOSFET 配对使用时、会阻止反向电流、但仅当器件关闭时。[/QUOT]

    是的、这是正确的。

    由于 TPS25983在开启状态下不检测到反向电流、我正在考虑使用 LM74704在运行期间处理反向电流检测。 在此设置中、TPS25983不会连接任何外部 MOSFET。 相反、LM74704及其外部 MOSFET 将扮演此角色。 我的想法是将 LM74704的使能引脚连接到 TPS25983的 B-GATE 引脚。 这样、LM74704将在 TPS25983关闭时自动禁用。

    从顶层来看、这看起来可能起作用。

    我还有一个问题要问你。 对于14V 电源轨、可不仅仅使用 TPS25948、它在导通和关断状态下提供具有 RCB 的集成型背对背 FET。

    此致、
    Arush

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    尊敬的 Arush:

    不选择 TPS25948的唯一原因是、由于 PCB 外形小巧、因此具有更高的导通电阻和处理热量的能力。 采用 此器件、我的应用电流可能高达8安培限制。

    从顶层看来、这似乎可行。

    您对此有任何我应该注意的具体问题吗?

    感谢您的帮助!

    Owen

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    尊敬的 Owen:

    您对此有任何我应该注意的具体顾虑吗?

    我还没有看到这种类型的实施,所以不能告诉你关于这方面的非常具体的细节。 最好使用 EVM 或原型板对此进行评估。 因此、采取 ABS 限制和器件常规功能等一般性考虑应该可以防止出现最大问题。

    此致、
    Arush