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

2.4.5 STO_FB 信号流路径

ISO7710 是一款增强型数字隔离器，用于接收输入信号 STO_FB_EN 并与 TIOS1013（一款推挽驱动器）协同工作，来向安全 PLC 提供反馈信号 STO_FB（逻辑高电平 = 24V）。STO_FB_EN 是或门 SN74AHC1G32 的输出信号，该器件用于接收双通道反馈信号 STO_1_FB 和 STO_2_FB。图 2-14 显示了对应的原理图。

GUID-20220307-SS0I-QNLN-CKKH-JJS7WC0M0T8B-low.png图 2-14 STO_FB 反馈监视器原理图

STO_1_FB 是负载开关 TPS22919（控制栅极驱动器的初级侧 VCC1）的输出，STO_1_FB 通过电阻分压网络 (R54|R55 – 1.4kΩ|1kΩ) 连接到 Q5 的栅极，以便将 STO_1_FB 的开关阈值与栅极驱动器 ISO5852S（或 ISO5452）的最大 UVLO1 阈值电压同步。根据 FET Q5 CSD13383F4 和栅极驱动器 ISO5852S（或 ISO5452）的数据表，VGS (th) min = 0.7V，VIT+(UVLO1) = 2.25V，然后用于模拟开关阈值。STO_1_FB 的逻辑 0（关断）为 0V 至 2V，而逻辑 1（导通）为 2V 至 3.9V（3.9V 是 P3V3 的最大电压）。由于存在限流电阻器 R52 (2kΩ)，导通期间 VGS = 1.37V 且 IDS 电流为 1.6mA。

STO_2_FB 是负载开关 TPS27S100（通过 TIDA-00199 安全电源控制栅极驱动器的次级侧 VCC2）的输出，STO_2_FB 通过电阻分压网络 (R48|R50 – 154kΩ|10kΩ) 连接到 Q4 的栅极，以便将 STO_2_FB 的开关阈值与 TIDA-00199 设计的最大 UVLO 阈值电压同步。根据 FET Q4 CSD13383F4 数据表和 TIDA-00199 设计指南，VGS (th) min = 0.7V，VOFF(UVLO) = 14V，然后用于模拟开关阈值。STO_2_FB 的逻辑 0（关断）为 0V 至 14V，而逻辑 1（导通）为 14V 至 28.8V（28.8V 是 P24V 的最大电压）。由于存在限流电阻器 R47 (2kΩ)，导通期间 VGS = 1.46V 且 IDS 电流为 1.65mA。