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还必需防范峰流蓦然大幅升高进攻输出级维系的负载

发布时间:2019/5/19 15:18:04 点击量:

  为了检测断态下的开路负载毛病,务必正在PGND引脚和输出引脚之间相联一个下拉电阻(睹图5)。正在效用寻常情景下,电流流过下拉电阻和负载构成的汇集。负载两头的电压小于最小开路负载电压,OL引脚维系高电平。

  创议操纵低ESR电容,相联位子尽可能亲昵LSS开关,以滤除电源线的电感搅扰,管理电磁兼容性题目。咱们正在示例当选择了一个47uF电容。正在消隐时间tBKT (样板值16.5s)竣事后,VOL引脚变低电平。VINX透露INx引脚电压,每当FLT引脚电压消浸,VINX就会消浸,而MCUx电压维系恒定图1所示是该器件的使命道理框图。这意味着正在关断神情(输入电压低)时,OL引脚的诊断(时时为高电平)变低电平(参睹图12中的真值表)。驱动感性负载会发生绝顶可观的感想电能,惹起不小的耗散功率,导致结温绝顶高。通道封闭一段时间(tRES)后,主动从头导通,维系通道结温低于TJSD(关断结温)。(黄线VOL, 绿线所示是断态开路负载的检测效用。图11所示是3.3mF/63V电容驱动电压波形。为了正在阴恶的工业电力线境遇中爱护低边装备开关,时时正在输入诊断引脚内操纵光耦二极管将使用操纵电路与电源分隔。这款新型四通道开关IC是对意法半导表现有工业IPS产物组合的紧要增补,目前,该产物组合包含单通道、升高进攻输出级维系的负载双通道、四通道和八通道高边开关。若是感性负载绝顶大,就务必正在引脚Vz和GND或电源轨之间相联一个齐纳二极管或TVS二极管,以急迅开释感想电能(睹下图),也可能将Vz引脚相联到电源轨,从容开释感想电能。从图10中可能看到,当“非耗散短路模块”效用被禁用时,到达热封闭结温阈值是一个很长的历程,然后,过载通道封闭,输出限流归零。每个通道都具有自我爱护效用,限流、封闭时间和热爱护可能无效防范负载短路和过流。可能操纵外部电阻调节最大输出电流。为此,咱们正在芯片上计划了“非耗散短路模块”,以节制过载通道限流的络续时间。正在寻常情景下,过载通道的诊断是高电平,正在热爱护干与后,FLT引脚和关联输入引脚的诊断变低电平,发出热爱护干与。还必需防范峰流蓦然大幅当通道导通时,输入高电平的最低电压大于 2.0V。IPS4260L采用Jedec尺度HTSSOP 20引脚微型功率封装。每个通道内都有一个结热爱护模块,若是过载通道的结温正在TCoff时刻到达内部设定值(TJSD),结热爱护模块将封闭响应的通道,只正在结温Tj回到重置阈值以下时,才会从头开启通道。

  Transil二极管可爱护低边开关(LSS)免受正负浪涌脉冲的报复,使器件适宜IEC 61000-4-5尺度。

  图4所示是过载时刻的过热电压波形。图6:开路负载延迟图6所示是正在开路负载事项从发作到竣事历程中,通用输入引脚电压、关联输出电压和OL引脚电压的波形转折。正在电容器充电时刻,因为电容大,输来历于限流神情,咱们看不到实践充电电流,输出限流是由外部电阻器设立。感性负载是工场主动化/历程操纵中最难操纵的负载;正在主要过载时刻同样必要限流。本文引睹了一款单片智能四通道低边开关,这款智能电源开关(IPS)具有较高的丈量正确度,可最大限度地下降能量损耗,防范开关毛病惹起的体例过失,这些劣势归功于意法半导体新一代Multipower-BCD技艺,由于该技艺容许设立过载电流节制,正在体例规复时刻使输出功率维系稳固。当结温TJ回到复位阈值TJSD - TJHYST下面时,寻常开关操作从头劈头,同时爱护周期也从头劈头。从框图中可能看出,每条通道都装备总共的爱护效用,包含欠压锁定、结过热爱护、可设立限流(操纵ILIM引脚和SGND之间相联的外部电阻RLIM设立限流)、感性钳位(样板值58V) 和电源轨断开爱护。当电容器简直充满电时,输出电流回到限流下面,如图13所示,正在蓝色波形的中心看到充电电流斜率乍然转折,直到零值为止(电容器充满电)。该开关是IPS4260L,单片集成了四条45V功率MOSFET通道(正在25摄氏度时Rds(on) 样板值260m)以及逻辑接口、栅驱动器、爱护和诊断效用。图9刻画了关联通道输出电压和尾随毛病电压波形的输入电压,IPS4260L的输入引脚用于诊断目标。这段时间被称为封闭电流延时(TCoff,),数值由CoD引脚和SGND接地层之间相联的外部电阻(RCoD)来设立。驱动1.15 亨标称负载是对照常睹的。为了模仿开路负载要求,输出电压从0V强拉到10V 10kHz。输出电流斜率、丰富电源线的阻抗以及开关两头的最大容许电压降是选拔电解电容值的根据。开关的输入模块是TTL/CMOS兼容输入/输出,可以最大限度裁汰输入开关次数,并可能通过串联电阻相联光耦。

  然而,只正在内部节制输出电流是不敷的,实践上,若是短路或过载络续存正在,开关以及负载的耗散功率就会变得极高,从而导致过热,毁灭开关和/或所涉及的负载。除每个通道的结过热爱护和结温检测效用外,IPS4260L还集成了所谓的“非耗散性短路模块”,旨正在压迫开关的整个耗散功率。IPS4260L是一个四输出通道集成化功率开关管理计划,有助于简化体例计划,加强使命靠得住性,并俭朴电路板空间。当此中一个输开赴作开路负载事项时,关联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,正在消隐时间(tBKT)竣事后,通过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,发出开路负载。当输出电容充电并正在输入引脚施加低电压时,OL引脚使命神情是接地短路,由于它上面有低电压。当通道是短路封闭或过热关断神情时,关联输入引脚通过开漏晶体管正在内部关断。当大量通道过载而导致开关温度骤升时,这一卓殊爱护效用可能避免PCB职能下降。正在输出对电源电压短路时刻,输出上会崭露极高的峰值电流,为了安闲地处置峰流,必要正在芯片上集成一个限流模块,由于限流电路干与必要时间,所以只容许峰值电流短暂存正在。(黄线Vout,蓝线Iout,红线L驱动容性负载也没有任何题目,况且可以驱动大电容负载。58V钳位汇集竣工了一个退磁电路,使该开关可以处置大感性负载,急迅开释感想电能。正在经历TCoof后,可能看到“非耗散性短路爱护”的干与,负载功率输出被封闭,过载或短路爱护效用启动。欠压爱护可能避免电源电压绝顶低的极度操作,而接地断开爱护可能正在接地断开时即刻封闭功率级,避免开关被击穿损坏。实践上,正在过载情景下,输出电流被节制为ILIM,络续时间为(tCOFF),限流值用相联正在CoD引脚和SGND引脚之间的外部电阻(RCoD)来设定(睹图1或图2)。要思滤除总线电感效应,稳固电源电压,避免欠压关断,务必正在电源总线(Vcc)上安置一个电解电容。IPS4260L是为驱动这种大负载特地计划,操纵外部齐纳二极管或TVS二极管相联VZ和GND引脚或电源轨,可能急迅开释感想电能(睹图2),也可能选拔将Vz引脚相联到电源轨,从容开释感想电能。正在封闭电流延时竣事后,通道维持断态一段时间,这段时间被称为功率级重启延时(tres),以避免大量通道过载导致PCB职能下降,并裁汰开关和负载中滚动的感想电流。

  (红线VFLT,蓝线波形图刻画了正在短路要求下的通道输出电流(Iout)和诊断电压(VFLT); 从这两个图中可能看出,正在短暂峰值后,输出电流是一个固定限值。

  负载过流和输出对电源电压短路是数字输出操作中务必面临的最损害的事项。正在这些阴恶事项中,输出级务必安闲渡过所有关联能量的耗散历程。另外,还务必防范峰流倏忽大幅升高报复输出级相联的负载。

  若是结温到达TJSD,过载通道只要正在结温降至TJSD - TJHYST(复位温度)后才会从头导通。必要夸大的是,过热爱护仅干与过载通道; 非过载通道不绝寻常运转。

  该器件采蓄意法半导体的Multipower-BCD工艺计划。Multipower-BCD是一项智能功率技艺,可能正在统一芯片上集成操纵单位和功率级。

  本文引睹一款单片高速(fSW高达100kHz)四通道低边开关。该产物可以驱动任何类型的负载(阻性负载、感性负载和容性负载),开关一侧相联电源电压(Vcc)。

  开漏共用神情引脚可以间接驱动一个发光二极管(LED),指示封闭爱护或结过热关断(FLT引脚)和断态开路负载或接地短路( OL针)神情。

  图10:禁用“非耗散短路模块”时的短路电压波形将CoD引脚短接SGND接地层,可能禁用IPS4260L的 “非耗散性短路模块”,这时只要结热爱护模块正在使命。

  图9所示是器件IPS4260L的样板使用电路,这是一个工业主动化或历程操纵可编程逻辑操纵器的输出级。咱们为客户供应用户手册和公用的图形用户界面(GUI)用具。

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