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ZHCU889 April 2022 TPSI3050 , TPSI3050-Q1 , TPSI3052 , TPSI3052-Q1

2.3.1.1 即時過流保護

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)大于 5A 的過電流時，過流保護功能會立即斷開負(fù)載。選擇的感測電阻器 (R10) 用于在預(yù)期電流限值下產(chǎn)生 300 mV 的壓降。對于此設(shè)計，5A 是選定的電流閾值。當(dāng)電流高于 5A 時，OUT2 將狀態(tài)從高阻態(tài)更改為低阻態(tài)。Equation3 顯示了感測電阻阻值的計算方式。

Equation7.

R_{s e n s e} = \frac{V_{T R I P_F I X E D}}{I_{F A U L T}} = \frac{300 m V}{5 A} = 60 m Ω

推薦的設(shè)計裕量是，分流器的額定功率應(yīng)至少比峰值功耗高 30%。電阻器的容差應(yīng)為 1% 或更小，以實現(xiàn)更高的過流保護精度。Equation4 提供了感測電阻峰值功耗的計算方式。為實現(xiàn)設(shè)計裕量，本設(shè)計選擇了具有 3W 能力的電阻器。

Equation4.

P_{m a x} = i^{2} \times R_{S E N S E} = 1.5 W

圖 2-4 顯示了對充電和放電路徑的詳細(xì)分析。當(dāng)通過 R10 的電流負(fù)載 (ILOAD) 高于 5A 時，R10 中會產(chǎn)生 300 mV 的壓降。當(dāng)壓降大于 300 mV 時，OUT2 被下拉至地。當(dāng) OUT2 為低阻態(tài)時，與門 (SN74HCS09) 的輸入端立即被下拉至地，與門 (EN) 的輸出端會置于低電平并且負(fù)載斷開連接。圖 2-4 中的放電路徑 2 顯示了當(dāng) OUT2 被拉至低電平時 C22 的放電方式。R16 用于限制從 C22 到 OUT2 的浪涌電流。由于 OUT1 和 OUT2 被拉至低電平，C22 在 180 us 內(nèi)放電至低于與門的負(fù)開關(guān)閾值 (V_T-)，如以下公式所示。請注意，為簡單起見，以下公式僅考慮放電路徑 2。

Equation5.

t_{d i s c h a r g e} = - R 16 \times C 22 \times \ln (\frac{V C 22}{V_{S O U R C E}}) t_{d i s c h a r g e} = - 1 k Ω \times 220 n F \times \ln (\frac{2.2 V}{5 V}) = 180.62 μ s

當(dāng)負(fù)載斷開時，電路自動嘗試重新連接負(fù)載。當(dāng)電容器兩端的電壓充電至高于與門的正開關(guān)閾值 (V_T+) 時，EN 被置為高電平并連接負(fù)載。與門 (SN74HCS09) 旨在確保最小遲滯為 0.4V (V_HYS)。使用此遲滯值，以下公式表明在重新連接負(fù)載之前至少要經(jīng)過 38 ms。

Equation6.

t_{c h a r g e} = - (R 14 + R 17) \times C 22 \times \ln (\frac{V_{S O U R C E} - (V_{I N I T I A L} + V_{H Y S})}{V_{S O U R C E} - V_{I N I T I A L}}) t_{c h a r g e} = - (560 k Ω + 560 k Ω) \times 220 n F \times \ln (\frac{5 V - 2.2 V - 0.4 V}{5 V - 2.2 V}) = 37.98 m s