ZHCSPJ0C April   2022  – August 2023 TPSI3050

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 修订历史记录
  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  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  功率等级
    6. 6.6  绝缘规格
    7. 6.7  安全相关认证
    8. 6.8  安全限值
    9. 6.9  电气特性
    10. 6.10 开关特性
    11. 6.11 绝缘特性曲线
    12. 6.12 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 使能状态的传输
      2. 8.3.2 功率传输
      3. 8.3.3 栅极驱动器
      4. 8.3.4 模式概述
      5. 8.3.5 三线模式
      6. 8.3.6 两线模式
      7. 8.3.7 VDDP、VDDH 和 VDDM 欠压锁定 (UVLO)
      8. 8.3.8 电源和 EN 时序
      9. 8.3.9 热关断
    4. 8.4 器件功能模式
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 两线或三线模式选择
        2. 9.2.2.2 标准使能、一次性使能
        3. 9.2.2.3 CDIV1、CDIV2 电容
        4. 9.2.2.4 RPXFR 选择
        5. 9.2.2.5 CVDDP 电容
        6. 9.2.2.6 栅极驱动器输出电阻器
        7. 9.2.2.7 启动时间和恢复时间
        8. 9.2.2.8 从 VDDM 提供辅助电流 IAUX
        9. 9.2.2.9 VDDM 纹波电压
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 相关链接
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11机械、封装和可订购信息

9.2.2.4 RPXFR 选择

通过 RPXFR 的选择可在功耗和输送的功率之间进行权衡，如三线模式部分所述。对于此设计，必须选择合适的 RPXFR，以确保传输足够的功率来支持在指定开关频率下驱动的负载量。

在负载开关期间，VDDH 上的 QLOAD 电荷将转移到负载，VDDH 电源电压将下降。在每个开关周期之后，必须在下一个开关周期发生之前补充该电荷。此操作可确保 VDDH 上的电荷不会由于负载的后续开关周期而随着时间推移耗尽。可以通过以下公式来估算恢复该电荷所需要的时间 tRECOVER：

方程式 5. t R E C O V E R =   1 f M A X ≅   Q L O A D I O U T

其中

  • QLOAD 是以库仑为单位的负载电荷。
  • IOUT 是 VDDH 电源提供的平均电流，单位为安培 (A)。
  • fMAX 是最大开关频率，单位为赫兹 (Hz)。

对于此设计，QLOAD = 100nC 且 fMAX = 10kHz 为已知，因此可以通过以下公式估算所需的 IOUT

方程式 6. I O U T ≅   100   n C × 10   k H z = 1.0   m A  

IOUT 表示满足设计要求所需的最小平均电流。使用 TPSI3050 计算器工具，通过直接参考 IOUT 或 fMAX 列，可以轻松找到必要的 RPXFR。表 9-2 示出了该工具的结果（假设 VDDP = 4.75V），以考虑设计要求中规定的电源容差。TPSI3050 计算器工具可在设计计算器 中找到。

表 9-2 来自 TPSI3050 计算器工具的结果，TA = 25°C，三线模式
RPXFR，kΩ 电源转换器占空比，% IVDDP，mA PIN，mW POUT，mW IOUT，mA tSTART，µs tRECOVER，µs fEN_MAX，kHz IAUX_MAX，mA
9.09 21.1 6.82 32.0 10.8 1.05 1944.3 93.13 10.74 0.15
11 40.0 14.09 66.6 23.7 2.32 976.0 42.68 23.43 2.66
12.7 53.3 19.22 90.9 32.5 3.19 754.1 31.11 32.14 4.38
14.7 66.7 24.38 115.4 41.3 4.07 626.1 24.44 40.91 6.12
16.5 80.0 29.50 139.8 50.7 4.99 539.5 19.93 50.17 7.96
20 93.3 34.62 164.1 59.6 5.87 482.4 16.96 58.98 9.70

表 9-3 总结了计算器工具的各种输出参数。

表 9-3 TPSI3050 计算器工具参数说明
参数 说明
RPXFR 外部电阻设置，通过调整占空比来控制传输到负载的功率。较高的 RPXFR 设置会让功率传输和功耗增大。
电源转换器占空比 电源转换器的标称占空比RPXFR 设置越高，电源转换器的占空比和功率传输就越高。
IVDDP 从 VDDP 电源消耗的平均电流
PIN 从 VDDP 电源消耗的平均功率
POUT 向 VDDH 电源输送的平均功率
IOUT 向 VDDH 电源输送的平均电流
tSTART 从 VDDP 上升到 VDDH 电源轨充满电的启动时间。该参数假设 VDDH 和 VDDM 电源轨最初完全放电。
tRECOVER 表示开关 VDRV 上的负载开关后 VDDH 轨进行恢复所用的时间
fMAX 针对所应用负载条件，给定 RPXFR 设置可能采用的最大开关频率
IAUX_MAX 当前用户输入设置下可用的最大辅助电流。fMAX 和 IAUX_MAX 之间存在反比关系。

对于此设计示例，RPXFR 必须配置为 9.09kΩ 设置或更高，以传输足够的功率来支持在所需的 10kHz 频率下开关指定的负载。