ZHCSTT3B March 2025 – October 2026 TPS2HC120-Q1
PRODUCTION DATA
内部实现了高精度电流检测功能,无需进一步校准,即可实现更好的实时监测效果和更准确的诊断。电流镜用于提供 1/KSNS 的负载电流,流入 SNS 引脚和 GND 之间的外部电阻器,等于 SNS 引脚上的电压。
KSNS 为输出电流与检测电流之比。电气特性 中引用的 KSNS 的精度值确实考虑了温度和电源电压。每个器件在生产时都经过内部校准,因此大多数情况下不需要用户进行后校准。
SNS 引脚上的最大输出电压被钳位至 VSNSFH,即故障电压电平。该电压成为 DIAG_EN 电压的函数,以确认其不高于系统可容许的电压。如果 DIAG_EN 介于 VIH 和 3.3V 之间,则 SNS 引脚上的最大输出约为 3.3V。但是,如果 DIAG_EN 上的电压高于 3.3V,则故障 SNS 电压 VSNSFH 会跟踪该电压(高达 5V)。由于通过 DIAG_EN 为诊断供电的 GPIO 电压输出接近同一微控制器内的最大可接受 ADC 电压,因此进行了跟踪。
因此,选择检测电阻值 RSNS,以尽可能地扩大系统所需测量的电流范围。对于系统需要测量的最小负载电流 ILOAD,min,最大可用 RSNS 值受 ADC 最小可接受电压 VADC,min 限制。选择可接受的最小 RSNS 值,从而让 VSNS 电压低于 VSNSFH 值,以便系统可以正确地确定故障。
当 DIAG_EN 处于低电平时,、SNS 引脚上的钳位也会启用。因此、如果应用将多个器件的 SNS 引脚连接在一起,、则可以使用外部多路复用器来读取单个 SNS 引脚电压。多路复用器可以由各个器件的 DIAG_EN 信号控制。
如果使用 GND 网络进行反极性保护、则必须考虑 GND 网络上的压降,以确认 SNS 引脚电压不超过可接受的最大 ADC 电压。例如,如果微控制器以 3.3V 电压运行并且使用了 GND 网络,则器件看到的有效 DIAG_EN 电压会因 GND 网络引起的失调电压而降低,通常约为 0.7V。因此,SNS 引脚钳位在约 3.3V 加上 GND 偏移电压处。在这种情况下,可以使用外部钳位二极管来限制 SNS 引脚电压。
通过 SNS 引脚的最大可读电流 ILOAD,max × RSNS / KSNS 与 VSNSFH 之间的差值称为余量电压 VHR。.余量电压由系统、电源电压以及是否使用接地网络决定。使用 GND 网络时,VHR 引起的电流检测输出电压限制从 VBB 大约 2.6V + VSNS 开始。在故障电平情况下,电压降较小(约 1.5V),因为发生故障时,内部 SENSE FET 被旁路,从而降低了对余量的要求。如果没有接地网络,由 VHR 导致的 SNS 引脚电压限制从较低的 VBB(约 0.7V)开始。
维持余量电压很重要,以使最大可读电流与故障条件间存在差值。因此,最小 RSNS 值必须是 VSNSFH 与 VHR 之差,乘以检测电流比 KSNS,然后除以系统必须测量的最大负载电流 ILOAD,max。使用以下公式来设置边界公式。
系统要读取的最大电流 ILOAD,max 必须小于电流限制阈值,因为在电流限制阈值跳变之后,VSNS 值会变为 VSNSFH。
由于该方案会根据来自 MCU 的电压进行调整,因此无需在 SNS 引脚上使用齐纳二极管来提供高电压保护。
在 SNS 引脚上未加任何滤波器的情况下,检测钳位的响应会表现出轻微延迟(小于 10μs),从而在限制检测输出电压之前产生短暂过冲(小于 7V)。该过冲不会对器件的可靠性造成影响。