在发生过流故障期间,电子保险丝需要多长时间可以热关断?
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背景
在发生过流故障期间,电子保险丝将故障电流限制为由 ILIM 引脚上的 RILIM 电阻器设置的值。由于电子保险丝保持恒定的输出电流,因此输出电压 VOUT 由有效负载阻抗决定,这样 VOUT 将低于电源电压 VIN。这会导致电流限制模式下的功率耗散 PD = ILIMIT x (VIN - VOUT)。
功率耗散会使器件结温升高,即 TJ = TA + θJA x PD(θJA 为热阻),这会导致 TPS2660 电子保险丝在 TJ 超过 157°C 时进入热关断状态。
TPS2660 电子保险丝示例:
假设电流限制设置为 2A,如果负载尝试获取大于 2A 的电流,则 TPS2660 会限制电流,VOUT 将根据负载消耗的功率下降。
对于 24V VIN,假设负载消耗的功率为 24W,即负载电流为 1A(有效 RLOAD 为 24Ω)。如果负载变为 60W,即负载电流为 2.5A(有效 RLOAD 为 9.6Ω),则 TPS2660 会将电流限制为 2A,VOUT 将下降至
VOUT = ILIMIT x RLOAD_EFF = 2A x 9.6Ω = 19.2V
PD = 2A x (24V-19.2V) = 9.6W
热关断 (TSD) 时间:
结温上升所需的时间取决于器件的功率耗散和工作温度,如下面的“热关断时间与功率耗散之间的关系”图所示。另请注意
例如,在 25°C 的环境工作温度下,当 PD 为 10W 时,由于 TSD,器件经过 472ms 可以关闭。
如果输出短路,则 VOUT = 0V,从而 PD = 2A (24V-0V) = 48W。在这种情况下,由于 TSD,器件只需 4ms 即可关闭。