ZHDS402 August   2026 TPS12S24F-Q1

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 开关特性
    7. 5.7 SPI 时序要求
  7. 6 参数测量信息
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 电源输入
      2. 7.3.2 电荷泵和栅极驱动器输出（VS、GATEx、BSTx、SRCx）
      3. 7.3.3 驱动电容、电阻和电感负载
        1. 7.3.3.1 电容负载驱动
          1. 7.3.3.1.1 使用基于 SCP 的自动重试方法 (GATEx)：
          2. 7.3.3.1.2 使用主路径栅极转换率控制方法（GATEx、SRCx）：
          3. 7.3.3.1.3 使用 PWM 控制方法 (GATEx)：
        2. 7.3.3.2 电阻或电感负载驱动
      4. 7.3.4 保护机制
        1. 7.3.4.1 基于 I2T 的过流和短路保护
        2. 7.3.4.2 基于 NTC 的外部 FET 过热保护
        3. 7.3.4.3 器件结过热警告
        4. 7.3.4.4 输入欠压和过压保护
        5. 7.3.4.5 外部 FET 漏源电压 (VDS) 过压保护
        6. 7.3.4.6 基于双向 VDS 的短路保护
        7. 7.3.4.7 反极性保护
        8. 7.3.4.8 接地丢失
      5. 7.3.5 诊断机制
        1. 7.3.5.1 ADC 检测信号
        2. 7.3.5.2 模拟和数字电流监测器 (VIMONx)
        3. 7.3.5.3 输入电源电压测量
        4. 7.3.5.4 输出电压测量
        5. 7.3.5.5 外部 FET 温度测量
        6. 7.3.5.6 外部 FET 双向漏源（双向 VDS）测量
        7. 7.3.5.7 控制器温度测量
        8. 7.3.5.8 VOUT 电池短路或 FET 短路和开路负载检测
          1. 7.3.5.8.1 在使能主 FET (GATEx) 的情况下进行测量
          2. 7.3.5.8.2 在禁用主 FET (GATEx) 的情况下进行检测
        9. 7.3.5.9 对于全时供电 (PAAT) 负载的 VOUT 对电池短路或 FET 短路检测
      6. 7.3.6 故障指示 (FLT/WAKE)
      7. 7.3.7 输出禁用 (OUT_DISx) 功能
      8. 7.3.8 短暂的电源中断行为
      9. 7.3.9 SPI 模式运行
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 状态图
      2. 7.4.2 断电
      3. 7.4.3 睡眠模式
      4. 7.4.4 配置模式或工作模式 (AM)
      5. 7.4.5 低功耗模式 (LPM)
      6. 7.4.6 Limphome 模式
    5. 7.5 TPS12S24F-Q1 预量产器件限制
      1. 7.5.1 SDO 引脚三态分立电路变通方案（仅适用于并行 SPI 配置，不适用于菊花链）
  9. 8 寄存器映射
    1. 8.1 TPS12S24F-Q1 寄存器
    2. 8.2 EEPROM (NVM) 概述
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 使用自动负载唤醒和输出大容量电容器充电功能来驱动全时供电 (PAAT) 负载
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
        3. 9.2.1.3 应用曲线
    3. 9.3 系统示例
      1. 9.3.1 TPS12S24F-Q1 系统级配置
    4. 9.4 电源相关建议
      1. 9.4.1 瞬态和 EMI/EMC 建议
    5. 9.5 布局
      1. 9.5.1 布局指南
      2. 9.5.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 接收文档更新通知
    2. 10.2 支持资源
    3. 10.3 商标
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
    1. 12.1 卷带包装信息
    2. 12.2 机械数据

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.3.4.1 基于 I2T 的过流和短路保护

器件为每条通道提供可编程保险丝保护，该功能基于定义的时间-电流曲线，通常在熔断型保险丝数据表中称为 I2T 保护。其目的是匹配熔断型保险丝的开关关断行为。NOM_CUR_CHx 位和 I2T_TRIP_CHx 位可设置时间-电流曲线和立即关断保护 (ISC)，以构成器件的完整 I2T 保护。器件的 I2T 保护包含三个区域：

器件的 I2T 保护包含三个区域：

  1. 标称电流

  2. 基于 I2T 的保险丝关断

  3. 即时关断保护 (SCP)

下图显示了基于保险丝的关断的工作区域。图中包含了界定工作区域的示例电流值。

TPS12S24F-Q1 TPS12SxxF-Q1 的可配置电流与时间特性曲线图 7-10 TPS12SxxF-Q1 的可配置电流与时间特性曲线

标称电流区域 (1) 定义了器件在不关断的情况下可以无限期提供电流的区域。这大致相当于熔断型保险丝的额定电流。该区域通过 NOM_CUR_CHx 位设置，如果输出电流小于 NOM_CUR_CHx 设置，则器件可以如前所述无限期提供电流，而不会开始 I2T 累加。如果输出电流大于或等于 NOM_CUR_CHx 设置，则器件将进入 I2T 累加环路并开始累加，直到满足 I2T_TRIP_CHx 阈值。如果输出电流在达到 I2T_TRIP_CHx 值之前回落到 NOM_CUR_CHx 以下，则器件将开始 I2T 去累加。

高于额定电流区域的是保险丝关断区域 (2)，该区域通过 I2T_TRIP_CHx 位设置。该区域定义了时间-电流曲线的曲率，以及器件 I2T 累加有效且 I2T_MOD_CHx 设置为 1 的区域。根据输出电流电平和 NOM_CUR_CHx 设置，器件将以不同的时间间隔跳闸，具体视设置的 I2T_TRIP_CHx 值而定。根据 I2T_CONFIG_CHx 寄存器中的 DCR_CHx 位，器件的时间-电流曲线由以下公式定义：

DCR_CHx =“0”设置的 I2T 累加和去累加：

I2T_TRIP = (ILOAD2) * t（公式 1）

对于 DCR_CHx = 0，器件还通过 I2T_CONFIG_CHx 寄存器中的 ACC_DCR0_CHx 位提供可配置的递减因子，可以改变 DCR_CHx = 0 时的递减时间。

TPS12S24F-Q1 DCR_CHx =“0”设置下的 I2T 累加和去累加图 7-11 DCR_CHx =“0”设置下的 I2T 累加和去累加

DCR_CHx =“1”设置的 I2T 累加和去累加：

I2T_TRIP = (ILOAD2 − INOM2) * t（公式 2）

根据 DCR_CHx 设置，I2T_CONFIG_CHx 中的 I2T_TRIP_CHx 位将具有不同的阈值。有关 I2T 跳变阈值的更多信息，请参阅 I2T_CONFIG_CHx 寄存器。

TPS12S24F-Q1 DCR_CHx =“1”设置下的 I2T 累加和去累加图 7-12 DCR_CHx =“1”设置下的 I2T 累加和去累加

如果累加未超过 I2T_TRIP_CHx 值且电流降至低于 NOM_CUR_CHx，则使用公式 1 或公式 2（具体视 DCR_CHx 设置而定）基于 ISNSx 值递减累加的能量，直到其降至零。在器件继续递减至零期间，I2T_MOD_CHx 位将保持为 1，直到累加的能量恢复为零，然后 I2T_MOD_CHx 位将重置为零。如果由于通道进入 I2T 循环而禁用任何转换，则当 I2T_MOD_CHx = 0 时，这些转换将重新启用。

如果由于 I2T_TRIP_CHx 值而发生关断，则器件将在通过 TCLDN_CHx 设置的时段内保持关断状态。如果 TCLDN_CHx = 00，则器件将保持锁存状态而不会重试。

立即关断过流保护 (SCP) 区域 (3) 由 FWD_SCP_SET_CHx 和 REV_SCP_SET_CHx 位设置。如果输出电流超过 ISC 电平，则该器件将立即关断。SCP 的重试或锁存行为通过 LATCH_CHx 位设置，将在“自动重试和锁存运行”一节中介绍。

该器件还支持反向 I2T 累加，如下图所示。只要负载电流从一个方向流向另一个方向并保持在 INOM 电流阈值以上，累加值就不会在交叉点（零负载电流）复位。

TPS12S24F-Q1 正向和反向负载电流期间的 I2T 累加和去累加图 7-13 正向和反向负载电流期间的 I2T 累加和去累加