ZHCSMA7E January   2022  – April 2026 TPS4811-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  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 建议运行条件
    3. 6.3 ESD 等级
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 开关特性
    7. 6.7 典型特性
  8. 7 参数测量信息
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 电荷泵和栅极驱动器输出（VS、PU、PD、BST、SRC）
      2. 8.3.2 容性负载驱动
        1. 8.3.2.1 FET 栅极压摆率控制
        2. 8.3.2.2 使用预充电 FET -（仅限 TPS48111Q1）
      3. 8.3.3 过流和短路保护
        1. 8.3.3.1 具有自动重试功能的过流保护
        2. 8.3.3.2 具有锁闭的过流保护
        3. 8.3.3.3 短路保护
      4. 8.3.4 模拟电流监测器输出 (IMON)
      5. 8.3.5 过压 (OV) 和欠压保护 (UVLO)
      6. 8.3.6 远程温度感应和保护 (DIODE)
      7. 8.3.7 输出反极性保护
      8. 8.3.8 TPS4811x-Q1 用作简单的栅极驱动器
    4. 8.4 器件功能模式（关断模式）
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用：在配电单元中驱动 KL40 线路上的 HVAC PTC 加热器负载
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 电流检测电阻 RSNS 的选型
        2. 9.2.2.2 选择调节电阻 RSET
        3. 9.2.2.3 设定过流保护阈值 - RIWRN 选型
        4. 9.2.2.4 对短路保护阈值进行编程 - RISCP 选型
        5. 9.2.2.5 对故障计时器周期进行编程 - CTMR 选型
        6. 9.2.2.6 选择 MOSFET Q1
        7. 9.2.2.7 选择自举电容器 CBST
        8. 9.2.2.8 设置欠压锁定和过压设定点
        9. 9.2.2.9 选择电流监测电阻 RIMON
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 典型应用：通过对输出电容进行预充电来驱动 B2B FET
      1. 9.3.1 设计要求
      2. 9.3.2 外部元件选型
        1. 9.3.2.1 预充电电阻器选型
      3. 9.3.3 应用曲线
    4. 9.4 典型应用：专为 EMI 而设计
      1. 9.4.1 常见 EMI 元件
      2. 9.4.2 利用添加的直流电阻 - RIWRN 对过流保护阈值进行编程
      3. 9.4.3 选择具有增加直流电阻的电流监测电阻 - RIMON
      4. 9.4.4 使用添加的直流电阻 - RISCP 对短路保护阈值进行编程
    5. 9.5 电源和 EMI 建议
    6. 9.6 布局
      1. 9.6.1 布局指南
      2. 9.6.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 接收文档更新通知
    2. 10.2 支持资源
    3. 10.3 商标
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

8.3.1 电荷泵和栅极驱动器输出（VS、PU、PD、BST、SRC）

图 8-3 显示了电荷泵和栅极驱动器电路实施方案的简化图。该器件具有强大的 3.7A 峰值拉电流和 4A 峰值灌电流栅极驱动器。这些强大的栅极驱动器可在大功率系统设计中支持 FET 并联，从而确保在饱和区实现最短的转换时间。一个 12V、100µA 电荷泵源自 VS 端子，能够为放置在栅极驱动器（BST 和 SRC）上的外部自举电容器 CBST 充电。

在开关应用中，如果电荷泵电源需求高于 100µA，则使用低漏电二极管和 VAUX 电源从外部为 BST 供电，如图 8-3 所示。

VS 是连接到控制器的电源引脚。在施加 VS 且 EN/UVLO 被拉至高电平的情况下，电荷泵将开启并为 CBST 电容器充电。当 CBST 上的电压超过 V(BST_UVLOR) 后，栅极驱动器部分将被激活。该器件具有 1V（典型值）的 UVLO 迟滞，可在初始栅极导通期间确保实现低振荡性能。根据外部 FET QG 和 FET 导通期间允许的骤降，选择 CBST。电荷泵保持启用状态，直到 BST 至 SRC 的电压达到 12.3V，此时电荷泵通常处于禁用状态，从而减少 VS 引脚上的电流消耗。电荷泵保持禁用状态，直到 BST 至 SRC 的电压放电至 11.7V，此时电荷泵通常处于启用状态。BST 与 SRC 之间的电压继续在 12.3V 和 11.7V 之间充电和放电，如图 8-3 所示。

TPS4811-Q1 栅极驱动器图 8-3 栅极驱动器
TPS4811-Q1 电荷泵运行情况图 8-4 电荷泵运行情况

使用以下公式可以计算初始栅极驱动器使能延迟。

方程式 1. TDRV_EN=CBST×VBST_UVLOR100μA

其中：

  • CBST 是 BST 和 SRC 引脚上的电荷泵电容
  • V(BST_UVLOR) = 7.6V（典型值）

如果需要降低 TDRV_EN，则使用外部 VAUX 电源，通过低漏电二极管 D1 从外部对 BST 端子进行预偏置，如图 8-3 所示。借助此连接，TDRV_EN 会降低至 350µs。带有 BST 外部电源的 TPS4811x-Q1 应用电路如图 8-5 所示。

TPS4811-Q1 采用 BST 外部供电的 TPS48111Q1 应用电路图 8-5 采用 BST 外部供电的 TPS48111Q1 应用电路
注： VAUX 可通过 8.1V 至 15V 的外部电源供电。