ZHCSO18B December 2022 – August 2024 TPS281C30
PRODUCTION DATA
8.4.1.1 高精度检测模式
在某些应用中，在较低负载电流下进行精确的电流检测对于区分实际负载和故障场景（如开路负载条件（断线））至关重要。为应对这一挑战，TPS281C30x 实现了高精度检测模式，使客户能够在 6mA 负载下实现 ±30% 的精度。当启用诊断 (DIAG_EN=HI)、OL_ON = HI 且 ILoad<IKsns2_EN 时，将激活此模式。为了实现这种高精度，该器件在高精度检测处于活动状态时增加其主路径电阻，以提高其检测精度。如果负载开始增加超过 40mA，TI 建议用户通过设置 OL_ON=LO 来禁用此精度检测模式。这将主动防止任何更高的功率耗散状态。
在其他情况下，例如突然的负载阶跃，此时系统可能无法足够快来对 SNS 输出电流的变化做出反应。对于这种情况，需要防止因电阻增加而出现高功率耗散状态。TPS281C30x 检测流经 VS-VOUT 路径的负载保持小于 IKsns2_DIS。如果负载增加超过 IKSNS2_DIS，FET 电阻将恢复到其最低电阻，并且将禁用高精度检测模式。这将导致 nFAULT 置为有效，以发出高精度检测模式已被禁用的信号。这将确保驱动更高负载时的功率耗散更低。除此之外，用户还可以对 OL_ON 引脚进行 PWM，以禁用高电阻模式并进一步更大限度地降低功率损耗。
但是，即使器件达到了精度，根据电流检测比，由于 ADC 需要读取的电压较低，系统 ADC 也可能难以准确地测量较低的负载电流。例如，使用 RSNS=1kOhm 且电流检测比为 1200 时，6mA ILoad 将表示为 ~5mV。对于 10 位 5V ADC，5mV 输出略高于 1LSB (4.88mV)。这无法提供足够的裕度来准确测量 ADC 的这一电流，并且可能需要使用更高的分辨率。
因此，为满足较低的 ADC 分辨率要求并在高精度检测模式下运行时准确地检测低负载电流， TPS281C30x 将其电流检测比降低至 24。如果检测比为 24 且在高精度检测模式下运行，则使用 RSNS=1kOhm 时，6mA ILoad 将表示为 250mV。对于相同的 10 位 ADC，这相当于 51LSB 的裕量，甚至对于 8 位 ADC，输出仍将提供 > 12LSB 的余量。
针对完整器件状态的全面保护和诊断。
条件 | EN | VOUT | OL_ON | KSNS | SNS | FAULT | 行为 | 恢复 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
正常 标准检测 | L | L | L | 1200 | 0 | 高阻态 | 正常 | |
H | H | L | 1200 | ILoad/Ksns1 | 高阻态 | 正常 | ||
高精度检测 正常运行 | H | H | H | 24 | ILoad/Ksns2 | 高阻态 | 启用 x50 检测比以实现高精度检测，并且由于满足有效条件 ILoad<IKsns2_EN，因此 FAULT 保持高阻态。 | |
高精度检测 无效范围 | H | H | H | 1200 | ILoad/Ksns1 | L | FAULT 置为有效表明由于 ILoad>IKsns2_DIS 而未启用高精度检测 | 当负载降至低于 IKSNS2_EN 或 OL_ON 复位至 LO 时清除。 |
图 8-4 高精度检测 FAULT 指示