See reguleerib ülepingevoolu alati, kui komponent on paigaldatud, ja see kaitseb komponendi kasutamise ajal lühiste ja ülevooluprobleemide eest.
See võimaldab asendada kahjustatud komponente, täiustusi või hooldust ilma kogu süsteemi sulgemata, mis on kriitilise tähtsusega kõrge kättesaadavusega süsteemide, näiteks serverite ja võrgulülitite jaoks.
Ülevaade
Hot-Swapi rakendustes on TPS2471X esmane funktsioon välise N-kanaliga MOSFET usaldusväärselt juhtida 2,5 V kuni 18 V. Kasutades rikke ajastamist ja reguleeritavaid voolupiiranguid, kaitseb see pakkumist ja koormust liigsest voolust käivitamise ajal.
Lisaks garanteerib vooluring, et väline MOSFET jääb oma ohutusse tööpiirkonda (SOA). See kontrollib ka sissevoolu voolu. Lisaks sellele kuuma vahetuse toiteallika abil saate nüüd koormusvoolu vigaseid osi asendada, ilma et peaksite sisendvõimsust välja lülitama.
TPS24710/11/12/13 on kontrolleri tüüp, mida on meil lihtne kasutada. See on valmistatud töötama pingetega vahemikus 2,5 V kuni 18 V ja just seda nimetavad nad kuuma vahepealse kontrolleriks ja see tähendab, et see suudab välist N-kanaliga MOSFET-i ohutult kontrollida.
Samuti näeme, et sellel on programmeeritav praegune piir ja tõrke aeg ning need on olemas selleks, et hoida pakkumist ja laadimist liiga palju voolu eest, kui me asju alustame.
Pärast seadme käivitamist lasime vooludel ületada piiri, mille kasutaja valiti, kuid ainult kuni programmeeritud aegumistööni. Kui aga on tõesti suuri ülekoormussündmusi, ühendame koormuse kohe allikast lahti.
Asi on selles, et praegune taju lävi on madal, see on 25 mV ja see on väga täpne, nii et suudame kasutada väiksemaid ja töötavaid takistid, mis on parem, mis tähendab, et vähem jõudu on kaotatud ja jalajälg on väiksem.
Lisaks tagab programmeeritav võimsus piiramine, et väline MOSFET töötab alati oma ohutu tööala SOA -s.
Seetõttu saame kasutada väiksemaid MOSFete ja süsteem on lõpuks usaldusväärsem. Samuti on olemas jõudude ja tõrkeväljundid, mida saame kasutada olekul silma peal hoidmiseks ja koormuse kontrollimiseks joonelt.
Funktsionaalne plokkskeem
Pinouti üksikasjad
| Sisse | 2 | 2 | I | Aktiivse kõrge loogika sisend seadme lubamiseks. Ühendatakse takisti jagajaga. |
| Flt | - | 10 | Selle | Avatud kudede väljund (aktiivne kõrge), mis annab märku ülekoormuse tõrkest, põhjustades MOSFET väljalülitamise. |
| Fltb | 10 | - | Selle | Avatud kudede väljund (aktiiv-madal), mis näitab ülekoormuse tõrget, lülitades MOSFETi välja. |
| Värav | 7 | 7 | Selle | Väljund välise mosfeti värava juhtimiseks. |
| GND | 5 | 5 | - | Maapealne ühendus. |
| Väljas | 6 | 6 | I | Jälgib MOSFET -i võimsust väljundpinge abil. |
| Lk | - | 1 | Selle | MOSFET-i pinge põhjal võimu-hea olekuga tähistav avatud kudede väljund (aktiivne kõrge). |
| PGB | 1 | - | Selle | Avatud kudede väljund (aktiiv-madal), mis annab märku võimsuse olekust, määrab MOSFET-pinge. |
| Prog | 3 | 3 | I | Määrab MOSFETi maksimaalse võimsuse hajumise, ühendades takisti sellest tihvtist GND -ga. |
| Mõistma | 8 | 8 | I | Praegune sensorisisend pinge jälgimiseks vCC ja Sense vahelise šundi takisti vahel. |
| Taimer | 4 | 4 | I/O | Ühendatakse kondensaatoriga, et määratleda rikke ajastamise kestus. |
| VCC | 9 | 9 | I | Tarnib toite ja tajub sisendpinge. |
Vooluahela
Tihvti kirjeldus
Sisse
Kui rakendame sellele konkreetsele pin -ile pinget 1,35 V või rohkem, lülitab see sisse või lubab värava draiveri lüliti.
Kui lisame välise takisti jagaja, laseb see pin -il toimida nagu alapingemonitor, mis hoiab pingetasemel silma peal.
Kui tsüklime en -tihvti, tuues selle madalale ja siis tagasi kõrgele, on see nagu TPS24710/11/12/13 lähtestamisnuppu, eriti kui see on rikkeolukorra tõttu varem lahti keeranud.
On oluline, et me ei jätaks seda ujuvat tihvti, see tuleb millegagi ühendada.
Flt
FLT -tihvt on spetsiaalselt TPS24712/13 variantide jaoks. See aktiivse kõrgusega avatud kudede väljund läheb kõrge takistusega olekusse, kui TPS24712/13 on liiga kaua töötanud praeguses piiris, põhjustades rikke taimeri aegumist.
See, kuidas FLT -tihvt toimib, sõltub tegelikult sellest, millist IC versiooni me kasutame. TPS24712 jaoks töötab see riivrežiimis. Teisest küljest töötab TPS24713 uuesti režiimis.
Kui oleme riivrežiimis, kui rikke taimer välja töötab, lülitab see välise MOSFETi välja ja hoiab FLT-tihvti avatud kudede seisundis. Selle lukustatud režiimi lähtestamiseks saame tsüklida kas Pin või VCC.
Kui oleme režiimis režiimis, kui rikke taimer aegub, lülitab see kõigepealt välise MOSFET välja. Siis ootab see taimeri kuusteist tsüklit laadima ja tühjenemist.
Pärast ootamist üritab see taaskäivitada. Kogu see protsess kordab seni, kuni tõrge on endiselt olemas. Proovirežiimis muutub FLT-tihvt avatud lohistavaks igal ajal, kui tõrke taimer keelab välise MOSFETi.
Kui meil on pidev tõrge, muutub FLT -lainekuju impulsside seeriaks. Väärib märkimist, et FLT -tihvt ei aktiveeri, kui midagi muud keelab välise mosfeti nagu en Pin Overtentrature Surgedown või UVLO alapinge lukustus. Kui me seda tihvti ei kasuta, võime selle hõljuda.
Fltb
FLTB tihvt on spetsiaalselt TPS24710/11 jaoks. See aktiivse madal avatud kultivat väljund läheb madalaks, kui TPS24710/11/12/13 on olnud piisavalt pikk, et rikke taimer öeldakse, et 'aeg on üleval'.
See, kuidas FLTB tihvt käitub, sõltub meie kasutatavast IC -versioonist. TPS24710 töötab riivrežiimis, samal ajal kui TPS24711 töötab uuesti režiimis.
Kui oleme riivrežiimis, lülitab rikke ajalõpp välise MOSFETi välja ja hoiab FLTB tihvti madalal. Riivirežiimi lähtestamiseks saame tsüklida EN või VCC. Kui oleme uuesti režiimis, lülitab rikke ajalõpp kõigepealt välise MOSFETi välja, siis oodake kuusteist taimeri laadimist ja tühjendamist ning proovige siis taaskäivitada.
Kogu see protsess kordub seni, kuni tõrge on olemas. Kordarežiimis tõmmatakse FLTB tihvt madalale, kui rikke taimer keelab välise MOSFET.
Pideva rikke korral muutub FLTB lainekuju impulsside seeriaks. Pidage meeles, et FLTB tihvt ei aktiveeri, kui välise MOSFET -i on keelatud üleminekute väljalülitamise või UVLO abil. Kui me seda tihvti ei kasuta, saab see hõljuda.
Värav
Värava tihvt on tõesti oluline, sest see, kuidas me välist MOSFET -i sõidame, ütlevad sellele sisuliselt, mida teha. Selle abistamiseks on olemas laengupump, mis annab voolu 30 ua. See lisavool aitab välisel MOSFET -il paremini toimida.
Veendumaks, et värava ja allika vaheline pinge ei lähe liiga kõrgele ja põhjustada kahjustusi, on värava ja VCC vahel seatud klambriks 13,9 volti. See on eriti oluline, kuna VCC on tavaliselt väga lähedal, kui asjad töötavad normaalselt.
Kui alustame kõigepealt transondcence võimendi, reguleerib hoolikalt konkreetse MOSFET (M1) väravapinget. See aitab piirata sissejuhatavat voolu, mis on voolu tõus, mis võib juhtuda, kui esmakordselt sisse lülitate.
Selle aja jooksul laadib taimeri tihvt taimeri kondensaatorit (CT). See sissejuhatava voolu piiramine jätkub, kuni värava ja VCC vaheline pinge erinevus ulatub teatud punktist, mida nimetatakse taimeri aktiveerimise pingeks. See pinge on 5,9 volti, kui VCC on 12 volti.
Kui pinge erinevus ületab selle läve, läheb TPS24710/11/12/13 nn vooluringi purustaja režiimi.
Taimeri aktiveerimise pinge toimib nagu päästik, kui pinge tabab, et sissetungimisoperatsioon peatub ja taimer lõpetab voolu pakkumise ja hakkab selle asemel uppuma.
Nüüd jälgime vooluahela purustaja režiimis pidevalt Rsense'i läbivat voolu ja võrdleme seda MOSFET-i võimsuspiiri skeemil põhineva limiidiga (selle kohta lisateabe saamiseks vaadake ProG-i).
Kui vool läbi rsense ületab selle piiri, lülitatakse MOSFET M1 selle kaitsmiseks välja. Värava tihvti saab keelata ka mõnes konkreetses olukorras.
Värava tõmbab 11-MA vooluallikas alla, kui teatud rikkeolud juhtuvad:
Veaaja taimeril saab ülekoormuse voolu rikke ajal aeg otsa (kui vSense läheb üle 25 mV).
Pinge Ven langeb alla seatud taseme.
Pinge VVCC läheb allapoole pinge logist (UVLO) läve.
Kui väljundil on kõva lühise vooluahel, tõmbab värav palju tugevam 1 praegune allikas väga lühikese aja jooksul (13,5 µs).
See juhtub ainult siis, kui VCC ja Sense vaheline pinge erinevus on rohkem kui 60 mV, mis ütleb meile, et on kiire seiskamisolukord. Pärast seda kiiret seiskamist kasutatakse välise MOSFET väljalülitamiseks 11-MA voolu.
Lõpuks, kui kiip läheb liiga kuumaks, ületades ületemperatuuri väljalülitusläve, on ka värava tihvt keelatud. Värava tihvt püsib riivi režiimis madalal kiibi versioonidel (TPS24710 ja TPS24712). Muude versioonide (TPS24711 ja TPS24713) jaoks proovib see perioodiliselt taaskäivitada.
Üks oluline asi, mida tuleb meeles pidada, ei tohiks me ühendada ühtegi välist takisti otse värava tihvtilt maapinnast (GND) ega värava tihvtist väljundini (välja).
GND
GND PIN -kood on üsna sirgjoonelised. See on koht, kus ühendame süsteemi maapinnaga. Mõelge sellele kui kõigi vooluringi pingete ühisele võrdluspunktile.
Väljas
Välisnõel on tõesti oluline pinge erinevuse jälgimiseks välise MOSFET -i äravoolu ja allika vahel, mida tuntakse ka kui M1. See pinge näit on vajalik nii võimsuse indikaatori (PG/PGB) kui ka võimsust piirava mootori jaoks.
Mõlemad tuginevad selle tihvti täpsetele mõõtmistele korralikult töötamiseks. Väljas oleva nööri kaitsmiseks potentsiaalselt kahjustavate negatiivsete pingete eest peaksime kasutama klammerdamisdioodi või piisavalt kondensaatoreid.
Olukordades, kus on palju jõudu, soovitame hea klambrilahendusena SMC paketis hinnata 3 A ja 40 V.
Samuti peame GND-st väljastpoolt GND-le mööda minema, kasutades madala impedantsiga keraamilise kondensaatori. Selle kondensaatori mahtuvus peaks olema vahemikus 10 NF kuni 1 μF.
Lk
PG -tihvt on spetsiaalselt TPS24712/13 komponentide jaoks. See väljund töötab aktiivses kõrguses režiimis, mis tähendab, et see läheb kõrgele, kui asjad on head ja on loodud avatud lohisena.
See teeb hõlpsaks ühenduse loomise alalisvoolu/alalisvoolu muundurite või muude seireahelatega.
PG-tihvt läheb kõrge impedantsi olekusse, mis tähendab, et see on sisuliselt lahti ühendatud, kui FET-i väljavoolupinge läheb alla 170 mV. See juhtub pärast lühikest viivitust 3,4 millisekundit, et vältida valede käivitajaid. Seevastu see tõuseb madalale, kui VDS läheb üle 240 mV.
Pärast M1 VDS-i suurenemist läheb PG-tihvti madalama takistusega olekusse, mis tähendab, et see tõmmatakse aktiivselt madalale pärast sama 3,4 ms viivitust. See juhtub siis, kui värav tõmmatakse GND -le mõne sellise olukorra tõttu:
Tuvastame ülekoormuse voolu rike, mis tähendab v Mõistma on suurem kui 25 mV.
Väljundil on tõsine lühise korral, mis põhjustab V (V Cc -mõistus) olema suurem kui 60 mV, mis näitab, et oleme jõudnud kiire väljalülitusläveni.
Pinge V -ga Sisse langeb alla seatud läve.
Pinge V -ga VCC tilkub allapoole pinge lokatsiooni (UVLO) läve all.
Die temperatuur ületab üle temperatuuri (OTSD) läve.
Oluline on meeles pidada, et kui te ei plaani PG PIN -koodi kasutada, võite selle lihtsalt ühendamata jätta. See ei mõjuta ülejäänud vooluringi toimimist.
PGB
Määrame PGB PIN -koodi spetsiaalselt seadme TPS24710/11 jaoks. See konkreetne väljund töötab oma töös aktiivse madala konfiguratsiooniga ja iseloomustame seda avatud äravoolu kujundusega, mille oleme spetsiaalselt meisterdanud, nii et see saaks ühenduse luua nende DC/DC muunduritega või sellest allavoolu, mis on sellest allavoolu.
Me näeme, et PGB -signaal teeb ülemineku, liikudes madalasse olekusse, kui täheldame, et põllumõju transistori (FET) allikapinge (VDS) kanalisatsioon langeb alla 170 mV tasemele, see juhtub pärast seda, kui meil on DEGLICHi viivitus, mis kestab 3,4 millisekundit.
Teisest küljest naaseb see tagasi, minnes avatud äravoolu olekusse, kui VDS läheb üle 240 mV. Pärast seda, kui näeme M1 VDS -i suurenemist, mis toimub siis, kui värav tõmmatakse maapinnale mis tahes olukorras, mille me allpool loetleme, siseneb PGB seejärel kõrge takistusega olekusse pärast seda, kui oleme oodanud sama 3,4 ms DegLitchi viivitust:
IC tuvastab ülekoormuse voolu rikke, kui näha, et vSense pinge ületab 25 mV.
Kui IC leiab, et olemas on tõsine väljundi lühise vooluahel, võib see öelda, kuna V (VCC - Sense) näit on suurem kui 60 mV, mis ütleb meile, et kiire reisi lävi on rikutud.
Pange tähele, et pinge Ven langeb selle jaoks määratud läve tasemele.
VCC pinge kastmine, mis läheb alla pinge lokaadi (UVLO) läve alla.
Pange tähele, et stantsi temperatuur tõuseb, ulatudes üle temperatuuri väljalülituse (OTSD) läve.
Väärib märkimist, et me võime selle PIN -koodi ühendamata jätta, kui me ei pea seda kasutama.
Progitakist
Maksimaalse võimsuse reguleerimiseks, mida lubame välises MOSFET M1 -s nende sissejuhatavate tingimuste ajal, peame ühendama programmeeritava (prog) takisti sellest PIN -i PGB -st maapinnale. On ülioluline, et väldime sellele PIN -ile pinget.
Kui te ei vaja konstantset võimsusepiirangut, peaksite kasutama prog -takisti, mille väärtus on 4,99 kΩ. Maksimaalse võimsuse määramiseks saame kasutada järgmist võrrandit (1):
R Prog = 3125 / (P Lim * R Mõistma + 0,9 mv * V Cc )
Juba olemasoleval RPROG -il põhineva võimsuspiiri arvutamiseks peaksime rakendama järgmist PLIM -võrrandit (2), mis on MOSFET M1 lubatud võimsuse piirmäär:
P Lim = 3125 / (r Prog * R Mõistma ) - (0,9 mV * V (V Cc -Out)) / r Mõistma
Selles valemis on Rsense koormusvoolu seiretakisti, mis on ühendatud VCC tihvti ja Sense Pin vahel. Samuti on RPROG takisti, mille ühendame prog -tihvtiga GND -ga.
Mõõdame oomides nii RPROG kui ka Rsense ning mõõdame PLIM -i vattides. Määrame PLIM -i, vaadates MOSFET M1 maksimaalset lubatud soojuspinget, mille leiame teise võrrandi abil:
P Lim <(T J (max) - t C (max) ) / R Θjc (max )
