智能功率高邊開關是具有保護和診斷功能的裝置，系統(tǒng)可以輕松實現(xiàn)高可靠性和智能故障檢測。它廣泛用于汽車和工業(yè)應用，例如，作為后視攝像頭的電源開關或信息娛樂系統(tǒng)中的 LCD 屏幕。

這些應用的一個常見設計問題是大浪涌電流，主要來自兩種情況下的突然低阻抗：驅動大容性負載或硬短路電路。為了克服這一障礙，應仔細考慮前級功率裕度、后級器件應力以及整個 PCB 走線和連接器尺寸。

如今，大多數(shù)高端開關都實現(xiàn)了限流功能。由于在汽車 BCM 系統(tǒng)中驅動高功率燈泡的傳統(tǒng)，限制閾值在內部是固定的。對于其他類型的負載，固定值對于夾緊和保護來說太大了。例如，有些客戶傾向于使用100mΩ RDSon 器件來驅動音頻揚聲器放大器模塊，其標稱電流僅為1A，但帶有2 個470uF 輸入電容。對于傳統(tǒng)的高端開關，固定限流值大于10A，因此浪涌電流猛增至13A。這會給整個系統(tǒng)設計帶來很大的負擔。

TI 推出了一種解決方案來幫助解決浪涌電流問題。TPS1H100 -Q1是一款完全受保護的高側電源開關，具有集成的 NMOS 功率 FET 和電荷泵。通過將一個外部電阻器連接到 CL(電流限制)引腳，客戶可以輕松設置所需的電流限制。外部電阻器用于將成比例的負載電流轉換為電壓，并與內部參考電壓進行比較。當 CL 引腳上的電壓超過參考電壓時，電流被鉗位。

在簡單的設置之后，讓我們展示驚人的地方。

場景 1 ---驅動大容性負載。

條件：Vs=13.5V。以 470uF 容性負載啟動。

波形基準：CH1 輸入邏輯階躍從低到高，啟動信號。CH2 TI部分，輸出電流1A限流，500mA/grid。CH3 競爭對手的部分，輸出電流，內部電流限制為 12A，5A/grid。

場景 2 ---硬短路。

條件：Vs=13.5V。負載：5uH+100mohm(根據(jù) AECQ100-012 對地短路測試條件)。輸入控制邏輯保持高電平，突然發(fā)生對 GND 短路。

客戶通常更喜歡盡可能低的浪涌電流過沖和盡可能快的響應時間。憑借獨特的器件設計，TPS1H100-Q1可以在兩種規(guī)格中實現(xiàn)更好的性能。

TPS1H100-Q1 是一款具有全方位保護的高側電源開關，它集成有 NMOS 功率 FET 和電荷泵，專用于對各類阻性、感性和容性負載進行智能控制。精確的電流檢測和可編程電流限制 特性 使該器件從市場中脫穎而出。

●特性

■符合汽車類 應用要求

■具有符合 AEC-Q100 標準的下列特性：

▲器件溫度等級 1：–40°C 至 125°C 的環(huán)境工作溫度范圍

▲器件 HBM ESD 分類等級 H3A

▲器件 CDM ESD 分類等級 C4B

■提供功能安全

■提供文檔以幫助創(chuàng)建功能安全系統(tǒng)設計

■具有全面診斷功能的單通道智能高側電源開關

▲版本 A：開漏狀態(tài)輸出

▲版本 B：電流感應模擬輸出

■寬工作電壓范圍：3.5V 至 40V

■超低待機電流，低于 0.5μA

■工作結溫范圍，-40°C 至 150°C

■輸入控制，兼容 3.3V 和 5V 邏輯

■高精度電流感應，電流為 1A 時為 ±30mA，

■電流為 5mA 時為 ±4mA

■利用外部電阻器實現(xiàn)可編程電流限制(在 0.5A 時為 ±20%)

■用于對 MCU 模擬或數(shù)字接口進行多路復用的診斷使能功能

■測試符合 AECQ100-12 A 級標準，經(jīng)過 100 萬次接地短路測試

■通過 ISO7637-2 和 ISO16750-2 電瞬變抗擾度認證

■保護

▲過載和短路保護

▲電感負載負電壓鉗位

▲欠壓鎖定 (UVLO) 保護

▲具備自恢復功能的熱關斷/熱振蕩

▲接地失效保護和失電保護

▲對外部電路提供反向電池保護

■診斷

▲開啟和關閉狀態(tài)輸出的開路和電池短路檢測

▲過載和接地短路檢測以及電流限制

▲熱關斷/熱振蕩檢測

■14 引腳熱增強型 PWP 封裝

有了這個特性，系統(tǒng)可以獲得更高的可靠性，避免大的浪涌電流，同時節(jié)省前級電源和周邊保護元件的成本。