ZHCSZ35 October 2025 DRV81545
ADVANCE INFORMATION
DRV81545 在每個輸出端實現了模擬電流限制,可提供短路保護或具有大浪涌電流的容性負載保護。如果輸出級出現高電流條件 I > ILIM_ACTIVATE ,則會降低 FET 柵極驅動電壓,以將輸出電流調節到 ILIM 水平。這種柵極驅動調整會在線性區域內運行 FET,從而產生更高的 RDS(ON) 并消耗大量功率。該電流限制特性 (ILIM) 設計為與過流保護類似,但不是在過流事件期間完全關斷 FET,而是將電流限制在安全水平,直到器件過熱。
圖 圖 6-5 和 圖 6-6 所示為 ILIM 在穩定狀態持續電流之前將浪涌電流降低到安全水平。此功能提供了減少 PCB 布線寬度和降低系統電源能力要求的系統級優勢。
模擬電流限制電平 ILIM 可以通過 ILIM 引腳上連接到 GND 的下拉電阻器進行配置,如 表 6-3 所示。會根據 RILIM 為所有四個通道設置相同的 ILIM 值。一個通道上的電流限制條件不會影響其他通道,除非出現芯片范圍過熱等事件。
| RILIM 引腳和 GND 之間的電阻器 | 電流限制水平,ILIM |
|---|---|
| 0 ≤ RLIM< 20kΩ | 3A |
| 30kΩ ≤ RLIM ≤ 120kΩ | ILIM[A] = 60/RLIM[kΩ] |
| RLIM≥ 120kΩ | ILIM[A] = 60/RLIM[ kΩ],可以是非線性的 |
圖 6-7 顯示了在禁用截止延遲 (0kΩ ≤ RCOD < 20kΩ) 的短路條件下 tTIME_TO_TSD 期間的有源電流限制。有關切斷延遲功能的詳細說明,請參見 節 6.3.4.2。通道關閉后,僅在通道溫度恢復到安全水平 (tTSD – tTSD_HYS) 后,通道才會重試。如果通道 INx 狀態在 ILIM 條件下發生變化,則控制器會響應輸入狀態變化,例如關閉輸出。如果器件因 TSD 而關斷,且溫度仍高于安全水平,則器件不會響應輸入狀態變化,這意味著如果器件仍然過熱,即使切換 INx,器件也不會重新導通輸出。
圖 6-8 顯示了每個低側 FET 的模擬電流限制電路的簡化原理圖。
圖 6-8 模擬電流限制和檢測圖負載的電阻會影響通道在觸發熱關斷之前在線性區域中運行的時間。電阻的功能與線性壓降穩壓器 (LDO) 類似,其中較高的壓降需要器件消耗更多功率。
例如,以一個 24V 系統為例,5Ω 負載與 11Ω 負載的 ILIM 設置為 1A。在不限制電流的情況下,這些電流分別消耗 4.8A 和 2.2A,但使用 ILIM 功能時,這些電流調節至 1A。使用 basicI = V / R計算 FET 的線性區域電阻,以實現此 1A 電流限制:
重新排列 方程式 1 以求解 RDS(ON),然后插入加載 5Ω 和 11Ω 的系統值:
使用此電阻可計算 DRV81545 FET 內部耗散的功率:
如上面最后一個公式中所示,即使兩個負載都限制為 1A,DRV81545 的 5Ω 負載功耗也必須高于 11Ω 負載。此功率耗散與 FET 隨時間推移的溫升直接相關。耗散的功率越大,通道的熱關斷速度就越快。