ZHCSUJ5 March   2025 TPS1689

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 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  PMBus 和 GPIO 直流特性
    7. 5.7  遥测
    8. 5.8  逻辑接口
    9. 5.9  时序要求
    10. 5.10 典型特性
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  欠压保护
      2. 6.3.2  插入延迟
      3. 6.3.3  过压保护
      4. 6.3.4  浪涌电流、过流和短路保护
        1. 6.3.4.1 压摆率 (dVdt) 和浪涌电流控制
          1. 6.3.4.1.1 启动超时
        2. 6.3.4.2 稳定状态过流保护(断路器)
        3. 6.3.4.3 启动期间的工作电流限制
        4. 6.3.4.4 短路保护
      5. 6.3.5  模拟负载电流监测器 (IMON)
      6. 6.3.6  过热保护
      7. 6.3.7  模拟结温监测器 (TEMP)
      8. 6.3.8  FET 运行状况监测
      9. 6.3.9  单点故障缓解
        1. 6.3.9.1 IMON 引脚单点故障
        2. 6.3.9.2 IREF 引脚单点故障
      10. 6.3.10 通用数字输入/输出引脚
        1. 6.3.10.1 故障响应和指示 (FLT)
        2. 6.3.10.2 电源正常状态指示 (PG)
        3. 6.3.10.3 并联器件同步 (SWEN)
      11. 6.3.11 堆叠多个电子保险丝以使可扩展性不受限制
        1. 6.3.11.1 启动期间的电流平衡
      12. 6.3.12 快速输出放电 (QOD)
      13. 6.3.13 写保护功能 (WP#)
      14. 6.3.14 PMBus® 数字接口
        1. 6.3.14.1  PMBus® 器件寻址
        2. 6.3.14.2  SMBus 协议
        3. 6.3.14.3  SMBus™ 消息格式
        4. 6.3.14.4  数据包错误检查
        5. 6.3.14.5  组命令
        6. 6.3.14.6  SMBus™ 警报响应地址 (ARA)
        7. 6.3.14.7  PMBus® 命令
        8. 6.3.14.8  模数转换器
        9. 6.3.14.9  数模转换器
        10. 6.3.14.10 DIRECT 格式转换
        11. 6.3.14.11 黑盒故障记录
    4. 6.4 器件功能模式
  8. 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
      1. 7.1.1 单器件独立运行
      2. 7.1.2 单个 TPS1689 和多个 TPS1685 器件,并联连接
      3. 7.1.3 多个 TPS1689 器件:具有单独遥测功能的并联连接
      4. 7.1.4 多器件,独立运行(多区域)
    2. 7.2 典型应用:数据中心服务器中带 PMBus® 接口的 54V、2kW 电源路径保护
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
      3. 7.2.3 应用性能曲线图
    3. 7.3 电源相关建议
      1. 7.3.1 瞬态保护
      2. 7.3.2 输出短路测量
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 应用限制和勘误表
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 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

堆叠多个电子保险丝以使可扩展性不受限制

对于所需电流高于单个 TPS1689 所支持电流的系统,可以将 TPS1689 与一个或多个 TPS1685x 器件并联,以提供所需的总系统电流。由于传统电子保险丝的路径电阻不匹配(包括各个器件的 RDSON 差异以及寄生 PCB 布线电阻),因此在稳定状态期间它们无法平均分摊电流。这种情况可能会导致系统中出现多个问题:

  1. 一些器件承载的电流始终高于另一些器件,这可能导致这些器件的故障加速,并导致系统整体运行寿命缩短。

  2. 因此,承载更高电流的电路板、器件、迹线和通孔上会形成热点,从而导致 PCB 的可靠性问题。此外,这一问题使热建模和电路板热管理对设计人员而言更具挑战性。

  3. 承载更高电流的器件可能会过早达到其各自的断路器阈值,即使系统总负载电流低于整体断路器阈值也是如此。此操作可能会导致电子保险丝链在正常运行期间误跳变。这会降低并联链的载流能力。换句话说,与单个电子保险丝的电流额定值总和相比,必须降低并联电子保险丝链的电流额定值。此降低额定值系数取决于路径电阻不匹配、并联器件数量和各个电子保险丝断路器精度。

降低额定值的需要会对系统设计产生不利影响。设计人员不得不做出以下权衡之一:

  1. 将系统的工作负载电流限制在电子保险丝链的降额后过电流阈值以下。本质上,这意味着平台功能低于电源 (PSU) 所支持的水平。

  2. 增加整体断路器阈值,从而允许所需的系统负载电流通过而不会发生跳变。因此,电源 (PSU) 必须略大,以在故障期间提供更高的电流,从而解决整体断路器精度下降的问题。

无论在哪种情况下,系统的电源利用率都会很差,这可能意味着系统吞吐量不理想或安装和运营成本增加,或两者兼而有之。

TPS1689 和 TPS1685x 器件使用专有技术来解决这些问题,并通过根据需要并联尽可能多的电子保险丝来提供无限可扩展性。并联电子保险丝不会产生严重不均衡的电流或任何精度下降。

为了使该方案正常工作,必须按以下方式连接器件:

  • 将所有器件的 SWEN 引脚连接在一起。

  • 必须将所有器件的 IMON 引脚连接在一起。连接在一起的 IMON 引脚上的 RIMON 电阻值可以使用方程式 9 计算得出。

    方程式 9. R I M O N = V I R E F G I M O N × I O C P T O T A L
  • 必须将所有器件的 IREF 引脚连接在一起。TPS1689 使用其内部 DAC 为整个链生成 VIREF 基准电压,可以通过向 VIREF 寄存器写入 PMBus® 进行编程。这样可以在系统运行期间动态调整过流保护阈值。还可以通过外部低阻抗精确基准电压源驱动 IREF 引脚。

  • 每个器件的启动电流限制和有源电流均流阈值固定为 Istart-up。如果电流尝试超过 Istart-up,则每个器件会将其限制为该值。

注:
  1. 当在稳定状态下流过任何电子保险丝的电流超过通过 RILIM(其电阻值根据方程式 10 计算得出)设置的单独均流阈值时,将启用主动均流方案。

    方程式 10. R I L I M = 1.1 × V I R E F 3 × G I L I M × I L I M A C S
  2. 当系统总电流超过系统过流(断路器)阈值 (IOCP(TOTAL)) 时,主动均流方案将停用。