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ZHCSTG6B July 2023 – April 2025 TPS25984

PRODUCTION DATA

封裝選項

機械數據 (封裝 | 引腳)

RZJ|32
- MPQF664A

散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)

RZJ|32
- QFND783

訂購信息

7.3.4.2 穩定狀態過流保護（斷路器）

TPS25984x 通過在用戶可調節的瞬態故障消隱間隔后執行斷路器操作來應對穩定狀態期間的輸出過流情況。此操作使該器件能夠在用戶定義的短時間間隔內支持更高的峰值電流，同時還可確保在出現持續輸出故障的情況下提供強大的保護。

該器件會不斷檢測輸出負載電流，并在 IMON 引腳上提供與負載電流成比例的模擬電流輸出 (I_IMON)，進而根據方程式 4 在 IMON 引腳電阻器 (R_IMON) 兩端產生成比例的電壓 (V_IMON)。

方程式 4.

V_{I M O N} = I_{O U T} \times G_{I M O N} \times R_{I M O N}

其中 G_IMON 是電流監測器增益 (I_IMON: I_OUT)

通過將此電壓與 IREF 引腳上作為基準的電壓進行比較來檢測過流情況。可以通過兩種方式控制基準電壓 (V_IREF)，從而相應地設置過流保護閾值 (I_OCP)。

在獨立或主工作模式下，內部電流源與外部 IREF 引腳電阻器 (R_IREF) 相互作用以產生基準電壓。也可以通過外部低阻抗基準電壓源驅動 IREF 引腳，如方程式 5 所示。
方程式 5. $V_{I R E F} = I_{I R E F} \times R_{I R E F}$
在主器件和輔助器件并聯的配置中，主電子保險絲或控制器驅動 IREF 引腳上的電壓，為鏈中的所有輔助器件提供外部基準 (V_IREF)。

穩定狀態期間的過流保護閾值 (I_OCP) 可以使用方程式 6 計算得出。

方程式 6.

I_{O C P} = \frac{V_{I R E F}}{G_{I M O N} \times R_{I M O N}}

注：

將 V_IREF 保持在建議的電壓范圍內，以確保過流檢測電路正常工作。

TI 建議在 IREF 引腳和 GND 之間添加一個 150pF 電容器，以增強防噪性能。

檢測到過流情況后（即負載電流超過可編程過流限制閾值 (I_OCP)，但仍低于短路閾值 (2 × I_OCP)，器件開始使用內部 2μA 下拉電流使 ITIMER 引腳電容器放電。如果在 ITIMER 電容器放電 ΔV_ITIMER 之前，負載電流降至電流限制閾值以下，則通過在內部將 ITIMER 上拉至 V_INT 來重置 ITIMER，并且不會啟動斷路器操作。此操作允許短過載瞬態脈沖通過器件而不會使斷路器跳閘。如果過流情況仍然存在，ITIMER 電容器將繼續放電，并且在下降 ΔV_ITIMER 之后，斷路器操作會立即關斷 FET。同時，ITIMER 電容器再次充電至 V_INT，以便在下一次過流事件之前處于默認狀態。此操作可確保為每個過流事件提供完整的消隱計時器間隔。可使用方程式 24 來計算所需過流閾值對應的 R_IMON 值。

方程式 7.

R_{I M O N} = \frac{V_{I R E F}}{G_{I M O N} \times I_{O C P}}

允許瞬態的持續時間可以通過在 ITIMER 引腳與接地之間使用適當的電容值來調整。瞬態過流消隱間隔可使用方程式 8 計算得出。

方程式 8.

t_{I T I M E R} (m s) = \frac{C_{I T I M E R} (n F) \times {? V}_{I T I M E R} (V)}{I_{I T I M E R} (μ A)}

注：

使 ITIMER 引腳保持開路可讓器件以盡可能小的延遲斷開電路。不過，引腳保持開路會使斷路器響應對噪聲極其敏感，并可能會導致在負載瞬變期間誤跳閘。
將 ITIMER 引腳短接至地可使過流響應延遲最小（類似于 ITIMER 引腳開路情況），但會增加靜態電流，不建議采用這種工作模式。
增大 ITIMER 電容值會延長過流消隱間隔。不過，它還會延長 ITIMER 電容器在下一次過流事件之前充電至 V_INT 所需的時間。如果下一個過流事件在 ITIMER 電容器完全充電之前發生，則放電至 VITIMER 閾值所需的時間更短，因此提供比預期更短的消隱間隔。

圖 7-4 展示了 TPS25984x 電子保險絲的過流響應。器件因斷路器故障而關斷后，會保持閉鎖狀態（TPS259840 型號）或在固定的延遲時間后自動重啟（TPS259841 型號）。

圖 7-4 穩定狀態過流（斷路器）響應