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

4.5.3 退磁期间耗散的总能量

在关断期间，必须将高侧开关中的退磁能量耗散掉。如果未经适当退磁，FET 会受到严重损害，并且还会在系统的其他地方造成损害。

一旦明确定义了退磁能量，就可以对高侧开关的选择加以确认。采用Equation45， 通过对瞬时功率损耗 PD(t) 进行积分（在退磁时间 TDEMAG 内）来计算耗散的能量 ED 。

Equation45. GUID-20200811-CA0I-QSMP-XMLM-FF0NXBMDF3T2-low.png

将Equation45 和Equation44 整合并求解积分以得到Equation48。

Equation46. GUID-20200811-CA0I-4JTQ-LS0S-3WCJ67QLTB0X-low.png
Equation47. GUID-20200811-CA0I-LDF4-XWVH-MW0BBD16RBXV-low.png
Equation48. GUID-20200811-CA0I-WZ4D-68TG-5DZF3MX2XTC6-low.png

采用 Equation48 可计算出关断期间的感性退磁能量。

在标称电源电压 VBAT 分别为 12V 和 24V 的典型汽车和工业应用中，自然对数中的项始终小于 1，因为最大 R × I0 值等于 VBAT，而 VCLAMP 将始终更高，其典型的标称值为 60V。因此，我们可将Equation48 简化为Equation49。

Equation49. GUID-20200811-CA0I-JKKN-QXQV-5VCWM0JNTZNN-low.png

Equation49 中的对数项可以通过Equation50 中的泰勒级数转换为多项式。

Equation50. GUID-20200811-CA0I-V3QZ-RTTF-CF1W1F4RBWCQ-low.png

该多项式函数具有无限项，但在 x 小于 1 时收敛。在 VBAT = 24V 和 VCLAMP = 60V 的工业应用中，采用 Equation51 可计算出前几项的值。

Equation51. GUID-20200811-CA0I-0QFB-LGNL-S2KXXHNGZW9H-low.png

泰勒级数中项的符号是交替和递减的。估算误差小于 5% 时，可消除第二个项之后的所有项，因此Equation49 可简化为Equation54。

Equation52. GUID-20200811-CA0I-3V8D-7FH9-JXFDXRS16PN6-low.png
Equation53. GUID-20200811-CA0I-G5PB-1KXW-NVZXN5P15QTG-low.png
Equation54. GUID-20200811-CA0I-4BQP-W7SS-FSFQL0LZNRXF-low.png

采用 Equation54，设计人员可计算出在电感关断事件期间必须由高侧开关耗散掉的总退磁能量。可将这一结果与智能高侧开关的退磁能力进行比较，从而确定器件能够单独耗散掉能量，还是必须使用外部钳位器来对电感性负载进行安全退磁。