ZHCSUJ5B March   2025  – October 2026 TPS1689

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  电气特性
    6. 6.6  遥测
    7. 6.7  PMBus 和 GPIO 直流特性
    8. 6.8  逻辑接口
    9. 6.9  时序要求
    10. 6.10 开关特性
    11. 6.11 典型特性
  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  欠压保护
      2. 7.3.2  插入延迟
      3. 7.3.3  过压保护
      4. 7.3.4  浪涌电流、过流和短路保护
        1. 7.3.4.1 压摆率 (dVdt) 和浪涌电流控制
          1. 7.3.4.1.1 启动超时
        2. 7.3.4.2 稳定状态过流保护（断路器）
        3. 7.3.4.3 启动期间的工作电流限制
        4. 7.3.4.4 短路保护
      5. 7.3.5  模拟负载电流监测器 (IMON)
      6. 7.3.6  过热保护
      7. 7.3.7  模拟结温监测器 (TEMP)
      8. 7.3.8  FET 运行状况监测
      9. 7.3.9  单点故障缓解
        1. 7.3.9.1 IMON 引脚单点故障
        2. 7.3.9.2 IREF 引脚单点故障
      10. 7.3.10 通用数字输入/输出引脚
        1. 7.3.10.1 故障响应和指示 (FLT)
        2. 7.3.10.2 电源正常状态指示 (PG)
        3. 7.3.10.3 并联器件同步 (SWEN)
      11. 7.3.11 堆叠多个电子保险丝以使可扩展性不受限制
        1. 7.3.11.1 启动期间的电流平衡
      12. 7.3.12 快速输出放电 (QOD)
      13. 7.3.13 写保护功能 (WP#)
      14. 7.3.14 PMBus® 数字接口
        1. 7.3.14.1  PMBus® 器件寻址
        2. 7.3.14.2  SMBus 协议
        3. 7.3.14.3  SMBus™ 消息格式
        4. 7.3.14.4  数据包错误检查
        5. 7.3.14.5  组命令
        6. 7.3.14.6  SMBus 警报响应地址 (ARA)
        7. 7.3.14.7  PMBus 命令
          1. 7.3.14.7.1 PMBus® 命令的详细说明
            1. 7.3.14.7.1.1  操作（01h，读取/写入字节）
            2. 7.3.14.7.1.2  CLEAR_FAULTS（03h，发送字节）
            3. 7.3.14.7.1.3  RESTORE_FACTORY_DEFAULTS（12h，发送字节）
            4. 7.3.14.7.1.4  STORE_USER_ALL（15h，发送字节）
            5. 7.3.14.7.1.5  RESTORE_USER_ALL（16h，发送字节）
            6. 7.3.14.7.1.6  BB_ERASE（F5h，发送字节）
            7. 7.3.14.7.1.7  FETCH_BB_EEPROM（F6h，发送字节）
            8. 7.3.14.7.1.8  CLEAR_BB_RAM（FCh，发送字节）
            9. 7.3.14.7.1.9  POWER_CYCLE（D9h，发送字节）
            10. 7.3.14.7.1.10 MFR_WRITE_PROTECT（F8h，读取/写入字节）
            11. 7.3.14.7.1.11 CAPABILITY（19h，读取字节）
            12. 7.3.14.7.1.12 STATUS_BYTE（78h，读取字节）
            13. 7.3.14.7.1.13 STATUS_WORD（79h，读取字）
            14. 7.3.14.7.1.14 STATUS_OUT（7Ah，读取字节）
            15. 7.3.14.7.1.15 STATUS_IOUT（7Bh，读取字节）
            16. 7.3.14.7.1.16 STATUS_INPUT（7Ch，读取字节）
            17. 7.3.14.7.1.17 STATUS_TEMP（7Dh，读取字节）
            18. 7.3.14.7.1.18 STATUS_CML（7Eh，读取字节）
            19. 7.3.14.7.1.19 STATUS_MFR_SPECIFIC（80h，读取字节）
            20. 7.3.14.7.1.20 STATUS_MFR_SPECIFIC_2（F3h，读取字）
            21. 7.3.14.7.1.21 PMBUS_REVISION（98h，读取字节）
            22. 7.3.14.7.1.22 MFR_ID（99h，块读取）
            23. 7.3.14.7.1.23 MFR_MODEL（9Ah，块读取）
            24. 7.3.14.7.1.24 MFR_REVISION（9Bh，块读取）
            25. 7.3.14.7.1.25 READ_VIN（88h，读取字）
            26. 7.3.14.7.1.26 READ_VOUT（8Bh，读取字）
            27. 7.3.14.7.1.27 READ_IIN（89h，读取字）
            28. 7.3.14.7.1.28 READ_TEMPERATURE_1（8Dh，读取字）
            29. 7.3.14.7.1.29 READ_VAUX（D0h，读取字）
            30. 7.3.14.7.1.30 READ_PIN（97h，读取字）
            31. 7.3.14.7.1.31 READ_EIN（86h，块读取）
            32. 7.3.14.7.1.32 READ_VIN_AVG（DCh，读取字）
            33. 7.3.14.7.1.33 READ_VIN_MIN（D1h，读取字）
            34. 7.3.14.7.1.34 READ_VIN_PEAK（D2h，读取字）
            35. 7.3.14.7.1.35 READ_VOUT_AVG（DDh，读取字）
            36. 7.3.14.7.1.36 READ_VOUT_MIN（DAh，读取字）
            37. 7.3.14.7.1.37 READ_IIN_AVG（DEh，读取字）
            38. 7.3.14.7.1.38 READ_IIN_PEAK（D4h，读取字）
            39. 7.3.14.7.1.39 READ_TEMP_AVG（D6h，读取字）
            40. 7.3.14.7.1.40 READ_TEMP_PEAK（D7h，读取字）
            41. 7.3.14.7.1.41 READ_PIN_AVG（DFh，读取字）
            42. 7.3.14.7.1.42 READ_PIN_PEAK（D5h，读取字）
            43. 7.3.14.7.1.43 READ_SAMPLE_BUF（D8h，块读取）
            44. 7.3.14.7.1.44 READ_BB_RAM（FDh，块读取）
            45. 7.3.14.7.1.45 READ_BB_EEPROM（F4h，块读取）
            46. 7.3.14.7.1.46 BB_TIMER（FAh，读取字节）
            47. 7.3.14.7.1.47 PMBUS_ADDR（FBh，读取/写入字节）
            48. 7.3.14.7.1.48 VIN_UV_WARN（58h，读取/写入字）
            49. 7.3.14.7.1.49 VIN_UV_FLT（59h，读取/写入字）
            50. 7.3.14.7.1.50 VIN_OV_WARN（57h，读取/写入字）
            51. 7.3.14.7.1.51 VIN_OV_FLT（55h，读取/写入字）
            52. 7.3.14.7.1.52 VOUT_UV_WARN（43h，读取/写入字）
            53. 7.3.14.7.1.53 VOUT_PGTH（5Fh，读取/写入字）
            54. 7.3.14.7.1.54 OT_WARN（51h，读取/写入字）
            55. 7.3.14.7.1.55 OT_FLT（4Fh，读取/写入字）
            56. 7.3.14.7.1.56 PIN_OP_WARN（6Bh，读取/写入字）
            57. 7.3.14.7.1.57 IIN_OC_WARN（5Dh，读取/写入字）
            58. 7.3.14.7.1.58 ALERT_MASK（DBh，读取/写入字）
            59. 7.3.14.7.1.59 VIREF（E0h，读取/写入字节）
            60. 7.3.14.7.1.60 AUX/TEMP/EEDATA/EECLK/GPIOx（E1h，读取/写入字节）
            61. 7.3.14.7.1.61 SMBA_FLT_CONFIG（E2h，读取/写入字节）
            62. 7.3.14.7.1.62 FAULT_MASK（E3h，读取/写入字）
            63. 7.3.14.7.1.63 DEVICE_CONFIG（E4h，读取/写入字）
            64. 7.3.14.7.1.64 BB_CONFIG（E4h，读取/写入字节）
            65. 7.3.14.7.1.65 OC_TIMER（E6h，读取/写入字节）
            66. 7.3.14.7.1.66 RETRY_CONFIG（E7h，读取/写入字节）
            67. 7.3.14.7.1.67 ADC_CONFIG_1（E8h，读取/写入字节）
            68. 7.3.14.7.1.68 ADC_CONFIG_2（E9h，读取/写入字节）
            69. 7.3.14.7.1.69 PK_MIN_AVG（EAh，读取/写入字节）
            70. 7.3.14.7.1.70 PSU_VOLTAGE（ECh，读取/写入字节）
            71. 7.3.14.7.1.71 CABLE_DROP（EDh，读取/写入字节）
            72. 7.3.14.7.1.72 IMON 偏移校准（F2h，读取/写入字节）
            73. 7.3.14.7.1.73 INS_DLY（F9h，读取/写入字节）
        8. 7.3.14.8  模数转换器
        9. 7.3.14.9  数模转换器
        10. 7.3.14.10 DIRECT 格式转换
        11. 7.3.14.11 黑盒故障记录
    4. 7.4 器件功能模式
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 单器件独立运行
      2. 8.1.2 单个 TPS1689x 和多个 TPS1685 器件，并联连接
      3. 8.1.3 多个 TPS1689x 器件：具有单独遥测功能的并联连接
      4. 8.1.4 多器件，独立运行（多区域）
    2. 8.2 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. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用性能曲线图
    3. 8.3 电源相关建议
      1. 8.3.1 瞬态保护和其他设计注意事项
      2. 8.3.2 输出短路测量
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 第三方产品免责声明
    2. 9.2 文档支持
      1. 9.2.1 相关文档
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

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

7.3.4.2 稳定状态过流保护（断路器）

TPS1689x 通过在用户可编程的瞬态故障消隐间隔后执行断路器操作来应对稳定状态期间的输出过流情况。此操作使该器件能够在用户定义的短时间间隔内支持更高的峰值电流，同时还可确保在出现持续输出故障的情况下予以强大的保护。

该器件会不断检测输出负载电流，并在 IMON 引脚上提供与负载电流成比例的模拟电流输出 (IIMON)，进而根据方程式 4 在 IMON 引脚电阻器 (RIMON) 两端产生成比例的电压 (VIMON)。

方程式 4. VIMON=IOUT×GIMON×RIMON

其中 GIMON 是电流监测器增益（IIMON：IOUT）

通过将此电压与 IREF 引脚上作为基准的电压进行比较来检测过流情况。可以通过两种方式控制基准电压 (VIREF)，从而相应地设置过流保护阈值 (IOCP)。

  • 参考电压 (VIREF) 可通过内部 DAC 生成，并可通过编程非易失性配置内存更改或通过对 VIREF 寄存器的 PMBus® 写入来动态更改。

  • 也可以通过外部低阻抗参考电压源驱动 IREF 引脚。

稳定状态期间的过流保护阈值 (IOCP) 可以使用方程式 5 计算得出。

方程式 5. IOCP=VIREFGIMON×RIMON
备注：

德州仪器 (TI) 建议在 IREF 引脚和 GND 引脚之间添加一个 1nF 电容器，以增强抗噪性能。

检测到过流情况，即负载电流超过编程电流限制阈值 (IOCP)，但仍低于短路阈值 (ISCP)，之后器件开始运行内部过流消隐数字计时器 (OC_TIMER)。如果负载电流在 OC_TIMER 到期之前降至电流限制阈值以下，则不会执行断路器操作。此操作允许短过载瞬态脉冲通过器件而不会使断路器跳闸。同时，OC_TIMER 复位，以便在下一次过流事件之前处于默认状态。这样可确保为每个过流事件提供完整的消隐计时器间隔。

如果过流情况仍然存在，OC_TIMER 会继续运行，并且在到期之后，断路器操作会立即关断 FET。

可使用方程式 18 来计算所需过流阈值对应的 RIMON 值。

方程式 6. RIMON=VIREFGIMON×IOCP

可以使用 OC_TIMER 寄存器设置通过 PMBus® 写入对允许瞬变的持续时间进行编程。

图 7-4 展示了 TPS1689x 电子保险丝的过流响应。部件因断路器故障而关断后，会保持闩锁状态或根据 RETRY_CONFIG 寄存器设置自动重启。

TPS1689 稳定状态过流（断路器）响应图 7-4 稳定状态过流（断路器）响应

当检测到瞬态过流条件（负载电流超过编程的电流限制阈值，但 OC_TIMER 不会到期）时，器件会：

  • 设置 STATUS_MFR_SPECIFIC_2 寄存器中的 OC_DET 位
  • 填充任一黑盒 RAM 寄存器（如果可写入），将事件标识符作为 OC_DET 和相对时间戳信息写入
  • 如果 BB_TIMER 寄存器中的黑盒 RAM 地址指针以前小于六 (6)，则将其增加一 (1)，否则复位为零 (0)。

当检测到持续过流情况（负载电流超过编程的电流限制阈值且 OC_TIMER 到期）时、器件会：

  • 在 STATUS_BYTE 寄存器中设置 FET_OFF 和 NONE_OF_THE_ABOVE/UNKNOWN 位
  • 在 STATUS_WORD 寄存器高字节中设置 OUT_STATUS、INPUT_STATUS、PGOODB 和 NONE_OF_THE_ABOVE/UNKNOWN 位
  • 在 STATUS_OUT 寄存器中设置 VOUT_UV_WARN 位
  • 在 STATUS_INPUT 寄存器中设置 OC_FLT 位
  • 在 STATUS_MFR_SPECIFIC_2 寄存器中设置 PGOODB 位
  • 通过将 SMBA（如果未被屏蔽）置为有效来通知主机，设置 ALERT_MASK 寄存器中的 STATUS_IN、PGOODB 和 STATUS_OUT 位。
  • 将外部 PG 信号置为无效。
  • 将 FLT 信号（如果未被屏蔽）置为有效，将 FAULT_MASK 寄存器中的 OC_FLT 位设置为高电平。
备注：

假设 VIN_UV_WARN 和 VIN_OV_WARN 事件不会由于阶跃负载瞬态而触发。