ZHCAAB9E February   2021  – March 2021 TPS1H000-Q1 , TPS1H100-Q1 , TPS1H200A-Q1 , TPS1HA08-Q1 , TPS25200-Q1 , TPS27S100 , TPS2H000-Q1 , TPS2H160-Q1 , TPS2HB16-Q1 , TPS2HB35-Q1 , TPS2HB50-Q1 , TPS4H000-Q1 , TPS4H160-Q1

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2驱动电阻性负载
    1. 2.1 背景
    2. 2.2 应用示例
    3. 2.3 为何使用智能高侧开关？
      1. 2.3.1 精确的电流检测
      2. 2.3.2 可调电流限制
    4. 2.4 选择合适的智能高侧开关
      1. 2.4.1 功率耗散计算
      2. 2.4.2 PWM 和开关损耗
  4. 3驱动电容性负载
    1. 3.1 背景
    2. 3.2 应用示例
    3. 3.3 为何使用智能高侧开关？
      1. 3.3.1 电容性负载充电
      2. 3.3.2 减小浪涌电流
        1. 3.3.2.1 电容器充电时间
      3. 3.3.3 热耗散
      4. 3.3.4 电容性浪涌期间的结温
      5. 3.3.5 过热关断
      6. 3.3.6 选择正确的智能高侧开关
  5. 4驱动电感性负载
    1. 4.1 背景
    2. 4.2 应用示例
    3. 4.3 为何使用智能高侧开关？
    4. 4.4 导通阶段
    5. 4.5 关断阶段
      1. 4.5.1 退磁时间
      2. 4.5.2 退磁期间的瞬时功率损耗
      3. 4.5.3 退磁期间耗散的总能量
      4. 4.5.4 测量精度
      5. 4.5.5 应用示例
      6. 4.5.6 计算
      7. 4.5.7 测量
    6. 4.6 选择正确的智能高侧开关
  6. 5驱动 LED 负载
    1. 5.1 背景
    2. 5.2 应用示例
    3. 5.3 LED 直接驱动
    4. 5.4 LED 模块
    5. 5.5 为何使用智能高侧开关？
    6. 5.6 开路负载检测
    7. 5.7 负载电流感测
    8. 5.8 恒流源
      1. 5.8.1 选择正确的智能高侧开关
  7. 6附录
    1. 6.1 瞬态热阻抗数据
    2. 6.2 退磁能量特性数据
  8. 7参考文献
  9. 8修订历史记录

2.4.1 功率耗散计算

选择正确的智能高侧开关在很大程度上取决于器件能否提供应用所需的电流而不会达到热关断阈值。对于电阻性负载应用，需要做的第一件事是测量负载的电阻。然后根据Equation1 计算电流。请注意，提供的电压需要是特定用例所需的最大工作电压。对于汽车电池，这将是 18V，任何更高的电压都将被视为故障情况。由于对输入进行的 PWM，大多数电阻性负载不会以满电流运行，但重要的是需要确保开关在这种条件下仍然能够工作。这种情况会发生在电池反向故障期间，此时的电流无法通过 PWM 进行调节。根据此电流和开关的 RON（高温下的最大值），可通过Equation4 计算开关中的功率耗散。

Equation4. GUID-20200729-CA0I-JXFK-8NJK-VFMC3NFVPDJ4-low.png

若要计算器件的结温，设计人员可在数据表中的“热性能信息”部分找到连接环境热阻 RθJA。请注意，数据表中的 RθJA 规格适用于 JEDEC 标准定义的特定电路板布局。不同电路板布局的热性能会有所不同，但此规格给出了一个很好的初步近似值。若要进行完整计算，请运行器件的热性能仿真程序来了解温度会是多少。以一阶计算结温 TJ 的方法是取环境温度 TA 加上功率耗散乘以 RθJA，如下所示：

Equation5. GUID-20200729-CA0I-RNFF-PL8W-GGFSQH9F9FWN-low.png

TI 的所有智能高侧开关都具有热关断功能。这意味着，当器件的结温达到一定温度时，器件将关断以保护自身。当系统正常运行时，其设计应使开关绝不会达到该温度。通过使用上面的公式并将计算得到的最大结温与数据表中的热关断阈值 T(SD) 或 TABS 相关联，设计人员将知晓器件是否会因为驱动该负载所需的电流而关断。请注意，这种情况适用于负载没有 PWM 的用例。当负载经过 PWM 处理时，系统中的电流将低于本部分中计算出的直流电流。这意味着设计人员实际上可根据经过 PWM 处理的电流选择他们的智能高侧开关，并且由于 TI 的可调电流限制技术，可将电流限值设置为低于直流工作电流。