ZHCSO18B December 2022 – August 2024 TPS281C30
PRODUCTION DATA
8.4.1.1 高精度檢測模式
在某些應用中，在較低負載電流下進行精確的電流檢測對于區分實際負載和故障場景（如開路負載條件（斷線））至關重要。為應對這一挑戰，TPS281C30x 實現了高精度檢測模式，使客戶能夠在 6mA 負載下實現 ±30% 的精度。當啟用診斷 (DIAG_EN=HI)、OL_ON = HI 且 ILoad<IKsns2_EN 時，將激活此模式。為了實現這種高精度，該器件在高精度檢測處于活動狀態時增加其主路徑電阻，以提高其檢測精度。如果負載開始增加超過 40mA，TI 建議用戶通過設置 OL_ON=LO 來禁用此精度檢測模式。這將主動防止任何更高的功率耗散狀態。
在其他情況下，例如突然的負載階躍，此時系統可能無法足夠快來對 SNS 輸出電流的變化做出反應。對于這種情況，需要防止因電阻增加而出現高功率耗散狀態。TPS281C30x 檢測流經 VS-VOUT 路徑的負載保持小于 IKsns2_DIS。如果負載增加超過 IKSNS2_DIS，FET 電阻將恢復到其最低電阻，并且將禁用高精度檢測模式。這將導致 nFAULT 置為有效，以發出高精度檢測模式已被禁用的信號。這將確保驅動更高負載時的功率耗散更低。除此之外，用戶還可以對 OL_ON 引腳進行 PWM，以禁用高電阻模式并進一步更大限度地降低功率損耗。
但是，即使器件達到了精度，根據電流檢測比，由于 ADC 需要讀取的電壓較低，系統 ADC 也可能難以準確地測量較低的負載電流。例如，使用 RSNS=1kOhm 且電流檢測比為 1200 時，6mA ILoad 將表示為 ~5mV。對于 10 位 5V ADC，5mV 輸出略高于 1LSB (4.88mV)。這無法提供足夠的裕度來準確測量 ADC 的這一電流，并且可能需要使用更高的分辨率。
因此，為滿足較低的 ADC 分辨率要求并在高精度檢測模式下運行時準確地檢測低負載電流， TPS281C30x 將其電流檢測比降低至 24。如果檢測比為 24 且在高精度檢測模式下運行，則使用 RSNS=1kOhm 時，6mA ILoad 將表示為 250mV。對于相同的 10 位 ADC，這相當于 51LSB 的裕量，甚至對于 8 位 ADC，輸出仍將提供 > 12LSB 的余量。
針對完整器件狀態的全面保護和診斷。
條件 | EN | VOUT | OL_ON | KSNS | SNS | FAULT | 行為 | 恢復 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
正常 標準檢測 | L | L | L | 1200 | 0 | 高阻態 | 正常 | |
H | H | L | 1200 | ILoad/Ksns1 | 高阻態 | 正常 | ||
高精度檢測 正常運行 | H | H | H | 24 | ILoad/Ksns2 | 高阻態 | 啟用 x50 檢測比以實現高精度檢測，并且由于滿足有效條件 ILoad<IKsns2_EN，因此 FAULT 保持高阻態。 | |
高精度檢測 無效范圍 | H | H | H | 1200 | ILoad/Ksns1 | L | FAULT 置為有效表明由于 ILoad>IKsns2_DIS 而未啟用高精度檢測 | 當負載降至低于 IKSNS2_EN 或 OL_ON 復位至 LO 時清除。 |
圖 8-4 高精度檢測 FAULT 指示