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

4.5 关断阶段

电感性负载力图在一个方向上保持连续的电流流动。当将感性负载关断后，电感性负载会反转所施加电压的极性，以防止电流立即流失。这说明，如果电感性负载上的电压在导通阶段为正，则在移除所施加的电源后将变为负。

在开关断开之前的那一刻，负载电流 I0 等于 ILOAD,DC（可根据 Equation31 计算得出）。在开关断开之后的那一刻，电感器电流开始以连续函数的形式从 I0 衰减到零。当 dI/dT 为负且未施加 VBAT 时，电感性负载上的电压将反转，并且在高侧开关输出端将出现负电压。图 4-3 展示了这一过程

GUID-664CCFFF-B533-4CF9-84F0-63E8D5A89BA6-low.gif图 4-3 电感性负载关断阶段

应用基尔霍夫电压定律可得出Equation33。

Equation33. GUID-20200811-CA0I-TNX0-WMFK-4RS97P8BSFX6-low.png

其中，VL 为负载电感元件上的电压，VR 为负载电阻元件上的电压，VCLAMP 为瞬态电压尖峰期间开关 FET VDS 上的电压，VBAT 为电源电压。Equation34 和Equation35 所示为用于电阻器和电感器的欧姆定律：

Equation34. GUID-20200811-CA0I-Q2JK-R5MW-MGXPMWTZVKLF-low.png
Equation35. GUID-20200811-CA0I-LPSR-976Z-848DLMMZCXQX-low.png

将它们代入Equation33 中得到Equation36：

Equation36. GUID-20200811-CA0I-T32M-SJZ6-PXKB9R4NCFBX-low.png

调整Equation36 以得到Equation37，这是负载电流的一阶微分方程。

Equation37. GUID-20200811-CA0I-VHPP-1XXD-VDMTTXNPGRMX-low.png

Equation38 对此进行了求解。

Equation38. GUID-20200811-CA0I-XV06-JZSP-QBMWLP1XJPM7-low.png

其中，I0 为开关最初断开时的电流。Equation38 表明电流以负斜率和时间常数 τ = L/R 呈指数衰减。该公式用作计算电感性负载退磁能量的基础。电流有两个分量：公式左侧由稳态电流贡献，右侧由通过指数时间因子进行调整的瞬态电流贡献。当总电流为零且两个分量相等时，负载将完全退磁。

请注意，Equation38 仅从时间 t = 0 起有效，直到负载完全退磁。该退磁时间将在下一部分中计算。