ZHCSSE1A September   2024  – December 2024 TPS1214-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较
  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 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、GATE、BST、SRC）
      2. 8.3.2 容性负载驱动
        1. 8.3.2.1 使用低功耗旁路 FET（G 驱动器）为负载电容器充电
        2. 8.3.2.2 使用主 FET（GATE 驱动器）栅极压摆率控制
      3. 8.3.3 过流和短路保护
        1. 8.3.3.1 基于 I2t 的过流保护
          1. 8.3.3.1.1 具有自动重试功能的基于 I2t 的过流保护
          2. 8.3.3.1.2 具有闭锁功能的基于 I2t 的过流保护
        2. 8.3.3.2 短路保护
      4. 8.3.4 模拟电流监视器输出 (IMON)
      5. 8.3.5 基于 NTC 的温度检测 (TMP) 和模拟监视器输出 (ITMPO)
      6. 8.3.6 故障指示和诊断（FLT，SCP_TEST）
      7. 8.3.7 反极性保护
      8. 8.3.8 欠压保护 (UVLO)
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 状态图
      2. 8.4.2 状态转换时序图
      3. 8.4.3 断电
      4. 8.4.4 关断模式
      5. 8.4.5 低功耗模式 (LPM)
      6. 8.4.6 运行模式 (AM)
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用 1：使用自动负载唤醒功能来驱动全时供电 (PAAT) 负载
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 典型应用 2：使用自动负载唤醒和输出大容量电容器充电功能来驱动全时供电 (PAAT) 负载
      1. 9.3.1 设计要求
      2. 9.3.2 外部元件选型
      3. 9.3.3 应用曲线
    4. 9.4 电源相关建议
    5. 9.5 布局
      1. 9.5.1 布局指南
      2. 9.5.2 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、GATE、BST、SRC）

TPS1214-Q1 栅极驱动器图 8-1 栅极驱动器

图 8-1 显示了电荷泵和栅极驱动器电路实施方案的简化图。该器件包含用于主 FET Q1、Q2 的强 0.5A/2A 峰值拉电流/灌电流栅极驱动器 (GATE)，以及用于旁路 FET Q3 的 100μA/0.39A 峰值拉电流/灌电流栅极驱动器 (G)。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。从 VS 端子衍生出一个 12V（运行模式）、600μA 电荷泵，可以为放置在栅极驱动器（BST 和 SRC）上的外部自举电容器 CBST 充电。

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。在运行模式下，电荷泵保持启用状态，直到 BST 至 SRC 的电压达到 VCP(HIGH_AM)，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。电荷泵会保持禁用状态，直到 BST 至 SRC 的电压放电至 VCP(LOW_AM)，此时电荷泵通常处于启用状态。

在运行模式下，BST 和 SRC 间的电压会持续在 VCP(HIGH_AM) 与 VCP(LOW_AM) 之间充电和放电，如下图所示：

TPS1214-Q1 电荷泵运行情况图 8-2 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. T D R V _ E N =   C B S T   ×   V ( B S T _ U V L O R ) 600   µ A

其中，

CBST 是 BST 和 SRC 引脚上的电荷泵电容。

V(BST_UVLOR) = 7.6V（典型）。

如果需要降低 TDRV_EN，则使用外部 VAUX 或输入电源，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。

TPS1214-Q1 采用 BST 外部供电的 TPS1214x-Q1 应用电路图 8-3 采用 BST 外部供电的 TPS1214x-Q1 应用电路
注： VAUX 可通过 8.1V 至 15V 的外部电源供电。输入电源 VS 也可以通过 D1 二极管连接到 BST，从而降低 TDRV_EN。