TPSI310x-Q1 是一款具有集成偏置、完全集成的隔離式開關驅動器，與外部電源開關結合使用時，可構成完整的隔離式固態繼電器解決方案。當標稱柵極驅動電壓為 17V，峰值拉電流和灌電流為 1.5A 和 3.0A 時，可以選擇多種外部電源開關（例如 MOSFET、IGBT 或 SCR）來滿足各種應用需求。TPSI310x-Q1 可通過初級側電源自行產生次級輔助電源，因此無需隔離式次級電源偏置。

次級側可為驅動多種電源開關提供 17V 的浮動穩壓電源軌，無需次級偏置電源。TPSI310x-Q1 可支持為各種交流或直流應用驅動單電源開關和雙背對背并聯電源開關。TPSI310x-Q1 集成式隔離保護功能極其穩健，與使用傳統機械繼電器和光耦合器的產品相比，其可靠性更高，功耗更低，且溫度范圍更寬。

TPSI310x-Q1 集成一個通信反向通道，該反向通道可通過開漏輸出、PGOOD（電源正常狀態）、FLT1（故障 1）和 ALM1（警報 1）將各種狀態信息從次級側傳輸到初級側。兩個具有集成共享電壓基準的高速比較器用于將 FLT1 和 ALM1 置為有效。當比較器輸入 FLT1_CMP 超過電壓基準時，驅動器立即被置為低電平，并且初級側的 FLT1 在一段延遲后被驅動為低電平，指示發生了故障。這對于在發生緊急事件（例如短路檢測）時以低延遲直接禁用次級的外部開關非常有用。當比較器輸入 ALM1_CMP 超過電壓基準時，ALM1 信號在初級側被置為低電平，但驅動器不執行任何操作。這可用作警報或警告指示器。

系列產品提供的各種器件可用于各種應用，這里僅展示一些示例。圖 9-1 展示了適用于直流應用的基于分流的過流保護的簡化原理圖。當 R_SHUNT 上的電壓增加時，一旦越過警報比較器的 VREF 閾值就會觸發警報事件，ALM1 置為低電平以將事件通知系統。隨著電壓進一步增加，一旦越過故障比較器的 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護 FET 和下游負載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統。

圖 9-1 TPSI3100-Q1 通過故障和警報指示器提供過流保護

圖 9-2 展示了適用于直流應用的、使用電流檢測放大器的基于分流的過流保護的簡化原理圖。電流檢測放大器具有低輸入失調，允許使用較小值的 R_SHUNT 值，以便在較大的電流范圍內實現較低的功率損耗。當 R_SHUNT 上的電壓增加時，在由電流檢測放大器放大后，一旦越過警報比較器的 VREF 閾值就會觸發警報事件，ALM1 置為低電平以將事件通知系統。隨著電壓進一步增加，一旦越過故障比較器的 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護 FET 和下游負載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統。

圖 9-2 TPSI310x-Q1 通過電流檢測放大器、故障和警報指示器提供過流保護

圖 9-3 展示了適用于交流應用的基于分流的過流保護的簡化原理圖。當 R_SHUNT1 上的正交流電壓增加時，一旦越過第一個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護背對背 FET 和下游負載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統。同樣地，當 R_SHUNT2 上的負交流電壓增加時，一旦越過第二個故障比較器 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平。FLT2 置為低電平以將事件通知系統。

圖 9-3 TPSI3110-Q1 通過故障指示器提供雙向過流保護

圖 9-4 展示了適用于交流應用的、使用雙電流檢測放大器的基于分流的過流保護的簡化原理圖。在此拓撲中，使用單個分流電阻器。頂部電流檢測放大器將其 IN+和 IN- 引腳連接至 R_SHUNT，而第二個電流檢測放大器將其輸入連接反轉。當 R_SHUNT 上的正交流電壓增加時，在被頂部電流檢測放大器放大后，一旦越過第一個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護背對背 FET 和下游負載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統。同樣地，當 R_SHUNT 上的負交流電壓增加時，一旦越過第二個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發故障事件，立即將 VDRV 置為低電平。FLT2 置為低電平以將事件通知系統。

圖 9-4 TPSI311x-Q1 通過電流檢測放大器和故障指示器提供雙向過流保護

圖 9-5 展示了適用于直流應用的使用 DESAT 保護的過流保護的簡化原理圖。此方法通常與 IGBT 功率晶體管一起使用。當 IGBT 關斷時，FLT1_CMP 由 TPSI3133-Q1 在內部驅動為低電平。使能驅動器時，FLT1_CMP 上的電壓開始上升。當 IGBT 導通時，在正常負載條件下，其 V_CE 快速下降，導致 FLT1_CMP 上的電壓保持在故障比較器閾值以下。FLT1_CMP 釋放以及 V_CE 下降到足以防止檢測到偽故障事件的時間稱為消隱時間。調整 RESP 值有助于增加所需的消隱時間，或者可將一些電容添加到 FLT1_CMP。如果發生過流情況，則 V_CE 開始上升，直到 FLT1_CMP 上的電壓達到故障比較器的 VREF 閾值。VDRV 被置為低電平以保護 IGBT 和下游負載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統。

圖 9-5 TPSI3133-Q1 通過故障指示器提供 DESAT 保護