ZHDA309 September   2026 TPS61383-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2设计要求和系统结构
    1. 2.1 设计要求
    2. 2.2 系统结构
      1. 2.2.1 集中式电子锁存器系统
      2. 2.2.2 分布式电子锁存器系统
  6. 3动力总成
    1. 3.1 使用 TPS61383-Q1 的集成电子锁存器动力总成
      1. 3.1.1 超级电容器充电器功能简介
      2. 3.1.2 升压功能简介
      3. 3.1.3 超级电容器泄放
    2. 3.2 硬件设计流程
      1. 3.2.1 选择外部 MOSFET
      2. 3.2.2 电感器选型
      3. 3.2.3 超级电容器侧的电容器
      4. 3.2.4 升压输出电容器
      5. 3.2.5 环路补偿设计
      6. 3.2.6 关键注意事项
    3. 3.3 软件初始编程流程
  7. 4超级电容器能量建模基础与选型
    1. 4.1 放电曲线和截止电压
    2. 4.2 超级电容器放电能量建模
    3. 4.3 计算示例
    4. 4.4 超级电容器 Excel 计算工具
  8. 5超级电容器管理
    1. 5.1 使用 BQ76907-Q1 进行电压监测
    2. 5.2 使用 BQ76907-Q1 进行电芯均衡
      1. 5.2.1 均衡策略
      2. 5.2.2 I2C 实施
      3. 5.2.3 电芯均衡电流
      4. 5.2.4 低侧保护电路设计注意事项
    3. 5.3 超级电容器健康状态检测:TPS61383-Q1 和 BQ76907-Q1 组合解决方案
  9. 6控制单元和通信
    1. 6.1 控制单元设计注意事项
    2. 6.2 SBC 选择
  10. 7执行单元
    1. 7.1 电机驱动器结构
    2. 7.2 电机驱动器设计注意事项
  11. 8总结
  12. 9参考资料

使用 TPS61383-Q1 的集成电子锁存器动力总成

图 3-1 展示了使用 TPS61383-Q1 的典型电子锁存器系统。该器件设计用于在 12V 主电池正常时为超级电容器充电,并在 12V 电池断开时将备用电池能量升压至 Vsystem。

 典型电子闩锁应用图 3-1 典型电子闩锁应用

TPS61383-Q1 支持四种功能模式以实现其主要功能:充电器模式、升压模式、健康状态 (SOH) 模式和待机模式。每种模式的电源结构如下图所示:

 待机模式图 3-2 待机模式
 升压模式图 3-3 升压模式
 充电器模式图 3-4 充电器模式
 SOH 模式图 3-5 SOH 模式

TPS61383-Q1 在其 EN 引脚和 I2C EN 位上应用 AND 逻辑。当 EN_BST 引脚和 BST_EN 位均为高电平时,器件会启用升压功能。当 EN_CHGR 引脚为高电平且 CHGR_SOH_EN 位为 01b 时,器件会启用充电器。当 EN_CHGR 引脚为高电平且 CHGR_SOH_EN 位为 10b 时,器件会启用 SOH。

表 3-1 工作模式控制逻辑
升压启用:EN_BST 引脚 AND BST_EN 位 充电器/SOH 启用:EN_CHGR AND CHGR_SOH_EN 位 器件状态 器件操作
EN_BST = 0 或 BST_EN = 0 EN_CHGR = 1 且 CHGR_SOH_EN = 01b 纯充电器 充电器激活。
EN_BST = 0 或 BST_EN = 0 EN_CHGR = 1 且 CHGR_SOH_EN = 10b 纯 SOH SOH 激活。
EN_BST = 1 且 BST_EN = 1 EN_CHGR = 0 或 CHGR_SOH_EN = 00b 自动升压和待机
  • 升压激活:VOUT < BST_WAKE
  • 待机激活:VOUT > VOUT_STANDBY(106% VOUT_TARGET)
EN_BST = 1 且 BST_EN = 1 EN_CHGR = 1 且 CHGR_SOH_EN = 01b 自动升压和充电器模式
  • 升压激活:VOUT < BST_WAKE
  • 充电器激活:VOUT > VOUT_STANDBY(106% VOUT_TARGET)
EN_BST = 1 且 BST_EN = 1 EN_CHGR = 1 且 CHGR_SOH_EN = 10b 自动升压和 SOH 模式
  • 升压激活:VOUT < BST_WAKE
  • SOH 激活:VOUT > VOUT_STANDBY(106% VOUT_TARGET)

当启用多项功能时,TPS61383-Q1 通过 VOUT 引脚监控系统电压,以决定进入哪种功能模式。当系统电压足够时,IC 会保持在待机/充电器或 SOH 模式(取决于启用的功能),并在检测到汽车电池故障和系统电压下降时自动切换到升压模式。图 3-6 中展示了不同的运行模式。

 功能状态图图 3-6 功能状态图
 自动升压和待机/充电器/SOH 切换逻辑图 3-7 自动升压和待机/充电器/SOH 切换逻辑