ZHCU410B December   2017  – November 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 使用条件：假设
        1. 2.2.1.1 一般假设
        2. 2.2.1.2 特定假设
      2. 2.2.2 诊断覆盖范围
        1. 2.2.2.1 双通道监控
        2. 2.2.2.2 通过 MCU (SIL1) 检查 ISO1211 功能
        3. 2.2.2.3 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS22919 功能
        4. 2.2.2.4 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS27S100 功能
        5. 2.2.2.5 利用 ISO5452、ISO5852S 或 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离式传感器的 RDY 引脚实现可选的监控功能
      3. 2.2.3 驱动状态
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 ISO1211
      2. 2.3.2 TPS27S100
      3. 2.3.3 TPS22919
      4. 2.3.4 ISO5852S、ISO5452
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 用于 STO 的数字输入接收器
      2. 2.4.2 用于控制 VCC1 的 STO_1 信号流路径
      3. 2.4.3 STO_2 信号流路径
        1. 2.4.3.1 用于控制栅极驱动器的次级侧电源电压的高侧开关
        2. 2.4.3.2 为次级侧供电：栅极驱动器的 VCC2
      4. 2.4.4 栅极驱动器设计
      5. 2.4.5 STO_FB 信号流路径
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 入门硬件
      1. 3.1.1 PCB 概述
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 逻辑高电平和逻辑低电平 STO 阈值
      2. 3.2.2 STO1 信号验证
        1. 3.2.2.1 STO1 传播到栅极驱动器的 VCC1
        2. 3.2.2.2 1ms STO 脉冲抑制
        3. 3.2.2.3 MCU 接口的诊断脉冲
      3. 3.2.3 STO2 信号验证
        1. 3.2.3.1 STO2 传播到栅极驱动器的 VCC2
        2. 3.2.3.2 1 ms 脉冲抑制
        3. 3.2.3.3 MCU 的诊断脉冲
        4. 3.2.3.4 浪涌电流测量
      4. 3.2.4 基于开关的 3.3V 电压轨
      5. 3.2.5 60V 输入电压和反极性保护
      6. 3.2.6 跳闸区域功能验证
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 板层图
    4. 4.4 Altium 项目
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5相关文档
    1. 5.1 商标
  11. 6关于作者
  12. 7鸣谢
  13. 8修订历史记录

2.4.2 用于控制 VCC1 的 STO_1 信号流路径

TPS22919 是一款小型、超低泄漏电流、单通道负载开关。图 2-11 显示了 TPS22860 的原理图设计。

GUID-20220307-SS0I-S9ZQ-2LPZ-LVF6R3JHJH8P-low.png图 2-11 TPS22919 原理图

器件电源为 3.3V 并假定电源具备故障保护功能且能够保持在 ±20% 容差范围内。若要限制输入电源的压降（由开关导通时流入放电负载电容器的瞬态浪涌电流引起），应在 VIN 和 GND 引脚之间放置一个 1 µF 的陶瓷电容器。

ON 引脚与标准 GPIO 逻辑阈值兼容，用于通过信号 STO1_EN 控制开关的状态。QOD 引脚会保持开路，并且在 ON 引脚处于逻辑低电平时，输出将保持浮动。

可使用Equation5 来计算给定电容和压摆率条件下导通期间的浪涌电流。

Equation5. GUID-98A8130F-6F07-48F0-8EC4-8BF33D4EC694-low.jpg

开关的输出端连接至栅极驱动器 3.3V 电源的初级侧 (VCC)。在 STO_1 激活时，双冗余 PNP 双极结晶体管 Q2 和 Q3 会主动将逻辑侧栅极驱动电源 VCC 钳制至 GND。这可防止 VCC 电源的反向偏置流过 CMOS 输入栅极驱动器 ISO5852S（或 ISO5452），以防 PWM 信号仍处于高电平有效 (3V3) 状态。