ZHCU410B December   2017  – November 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 使用条件:假设
        1. 2.2.1.1 一般假设
        2. 2.2.1.2 特定假设
      2. 2.2.2 诊断覆盖范围
        1. 2.2.2.1 双通道监控
        2. 2.2.2.2 通过 MCU (SIL1) 检查 ISO1211 功能
        3. 2.2.2.3 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS22919 功能
        4. 2.2.2.4 通过 MCU (SIL1) 检查 TPS27S100 功能
        5. 2.2.2.5 利用 ISO5452、ISO5852S 或 UCC21750 集成式模拟至 PWM 隔离式传感器的 RDY 引脚实现可选的监控功能
      3. 2.2.3 驱动状态
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 ISO1211
      2. 2.3.2 TPS27S100
      3. 2.3.3 TPS22919
      4. 2.3.4 ISO5852S、ISO5452
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 用于 STO 的数字输入接收器
      2. 2.4.2 用于控制 VCC1 的 STO_1 信号流路径
      3. 2.4.3 STO_2 信号流路径
        1. 2.4.3.1 用于控制栅极驱动器的次级侧电源电压的高侧开关
        2. 2.4.3.2 为次级侧供电:栅极驱动器的 VCC2
      4. 2.4.4 栅极驱动器设计
      5. 2.4.5 STO_FB 信号流路径
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 入门硬件
      1. 3.1.1 PCB 概述
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 逻辑高电平和逻辑低电平 STO 阈值
      2. 3.2.2 STO1 信号验证
        1. 3.2.2.1 STO1 传播到栅极驱动器的 VCC1
        2. 3.2.2.2 1ms STO 脉冲抑制
        3. 3.2.2.3 MCU 接口的诊断脉冲
      3. 3.2.3 STO2 信号验证
        1. 3.2.3.1 STO2 传播到栅极驱动器的 VCC2
        2. 3.2.3.2 1 ms 脉冲抑制
        3. 3.2.3.3 MCU 的诊断脉冲
        4. 3.2.3.4 浪涌电流测量
      4. 3.2.4 基于开关的 3.3V 电压轨
      5. 3.2.5 60V 输入电压和反极性保护
      6. 3.2.6 跳闸区域功能验证
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 板层图
    4. 4.4 Altium 项目
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5相关文档
    1. 5.1 商标
  11. 6关于作者
  12. 7鸣谢
  13. 8修订历史记录

用于控制栅极驱动器的次级侧电源电压的高侧开关

TPS27S100x 是一款受到全面保护的单通道高侧开关,具有集成式 NMOS 和电荷泵。该器件可从外部调节电流限值以钳制浪涌或过载电流,从而提升整个系统的可靠性。图 2-12 显示了 TPS27S100 的原理图设计。

GUID-20220307-SS0I-XFQB-RCCS-RJR5GHQSD2Z2-low.png图 2-12 TPS27S100 原理图

器件电源为 24V 并假定电源具备故障保护功能且能够保持在 ±20% 容差范围内。引脚 3 支持通过 STO2_EN 信号控制通道激活。

Equation6 计算电阻器 R4 的值,以使 1A 标称电流保持在 0 至 3.3V 电流感测范围内。若要实现更高的电流感测精度,建议首选具有 1% 或更佳容差的电阻器。

Equation6. GUID-42F50C89-F9B9-4B73-932A-4AD2DC3DC6B6-low.gif

电阻器 R4 的值选择为 1.65 kΩ。电流感测 (CS) 引脚通过低通滤波器(R3 和 C6)连接到诊断 MCU (SIL 1) 的 ADC 输入端。

若要将可调电流限值设置为 1A,可使用Equation7 计算 R7。

Equation7. GUID-C3618392-0E2E-4619-A675-9349887CA5A7-low.gif

电阻器 R7 的值选择为 2.55 kΩ。

使能引脚永久连接到 3.3V,以实现持续诊断监控,同时还将信号发送回诊断 MCU (SIL 1)。