(blu V FLT, dilaw V IN, pula I OUT, berde V OUT)
Ang sobrang kasalukuyang at maikling circuit ng pag-load sa boltahe ng suplay ang pinakahirap na pangyayaring dapat nating harapin sa panahon ng operasyon ng digital na output. Sa mga hindi magandang pangyayaring ito, ang mga yugto ng output ay dapat mabuhay sa pagwawaldas ng lahat ng nauugnay na enerhiya. Bukod sa mga karga, na konektado sa mga yugto ng paglabas, dapat protektahan mula sa rurok ng kasalukuyang maaaring maabot ang hindi inaasahang mga halaga.
Upang mapangasiwaan nang ligtas ang napakataas na mga taluktok ng alon sa panahon ng maikling circuit ng mga output sa supply boltahe isang kasalukuyang limitasyon ng bloke ay isinama sa maliit na tilad. Bilang resulta isang kasalukuyang spike para sa isang maikling panahon lamang ang pinapayagan; ang oras lamang na kinakailangan upang makagambala sa kasalukuyang limitasyon ng circuitry, kaya pinuputol ang maximum na kasalukuyang output gamit ang isang panlabas na risistor.
Ito ay pareho sa panahon ng isang hard over-load. Panloob na limitadong kasalukuyang output ay hindi sapat subalit; sa katunayan, kung ang tagal ng maikling circuit o labis na pag-load ay tumatagal sa oras, ang lakas ay nawala sa aparato pati na rin sa pag-load, naging mahalaga sa gayon ay sanhi ng sobrang pag-init na nagawang sirain ang aparato at / o ang kasangkot na pag-load.
Dahil sa "hindi disipatibong maikling circuit block" na ito ay na-built-in na maliit na tilad na naglilimita sa tagal ng kasalukuyang kondisyon ng limitasyon ng mga sobrang karga na mga channel. Ang tagal, na pinangalanang Cut-off kasalukuyang oras ng pagkaantala (T Coff,), ay itinatakda ng isang panlabas na risistor (R CoD) na konektado sa pagitan ng CoD pin at SGND ground plane. Matapos ang oras na ito ang mga channel ay natitira sa OFF nang ilang sandali, na pinangalanang yugto ng power restart na pagkaantala ng pagkaantala (tres), upang maiwasan ang pagkasira ng PCB sa kaso ng maraming bilang ng mga channel sa mga sobrang karga na kondisyon at upang mabawasan ang enerhiya na dumadaloy sa parehong aparato at naglo-load
Kung sa panahon ng T Coff ang temperatura ng junction ng mga sobrang karga na mga channel ay umabot sa isang panloob na itinakdang halaga (T JSD) ang mga bloke ng proteksyon ng thermal protection, isa para sa bawat channel, patayin ang mga channel. Restart lang sila kapag bumalik si Tj sa ibaba ng reset threshold.
Posibleng huwag paganahin ang "di-nagkakalat na maikling circuit block" na kumokonekta sa CoD pin sa maikli na may SGND ground plane, kaya ang proteksyon ng thermal junction lamang ang aktibo sa IPS4260L.
(pulang V FLT, asul I OUT)
Sa figure 9 at 10 waveforms ay nag-uulat ng kasalukuyang output (Iout), sa isang channel, at diagnostic voltage (V FLT) habang nasa kundisyon ng maikling circuit; tulad ng nakikita mo sa parehong mga numero ang kasalukuyang output, pagkatapos ng isang maikling rurok, ay limitado sa isang nakapirming halaga.
Sa pigura 9, bilang karagdagan, iniuulat namin ang output boltahe ng nauugnay na channel at ang boltahe ng pag-input na sumusunod sa form ng alon ng boltahe ng kasalanan dahil ang mga input pin ng IPS4260L ay ginagamit para sa layunin ng diagnostic.
Sa igos 10, kapag ang pag-andar ng "di-nagkakalat na maikling circuit block" ay hindi pinagana, nakikita natin na kailangan ng isang unang mahabang hakbang upang maabot ang thermal junction shut-down. Matapos nito ang naka-overload na channel ay naka-OFF, kaya't papunta sa zero ang kasalukuyang limitadong output. Ang signal ng diagnostic ng over-load na channel ay normal na mataas hanggang sa ang interbensyon ng thermal protection ay isinasara ito OFF, sa oras na iyon ang diagnostic sa FLT pin at sa kaugnay na input pin ay mababa kaya nagpapahiwatig ng interbensyon ng thermal. Ang normal na operasyon ay nagre-restart kapag ang temperatura ng junction, T J, ay babalik sa ibaba ng reset threshold, T JSD - T JHYST, at magsimulang muli ang siklo.
Pag-uugali na may capacitive load
(dilaw na Vout, asul na Iout, pulang Vflt)
Maaari ring magmaneho ang IPS4260L ng isang capacitive load nang walang mga problema; nagagawa nitong magmaneho ng mga capacitor na may napakataas na capacitance. Sa figure 11 waveforms ay iniulat na nagmamaneho ng isang 3.3mF / 63V capacitor. Dahil sa malaking kapasidad, ang kasalukuyang output habang singil ng capacitor ay nasa kasalukuyang limitasyon, upang hindi namin makita ang tunay na kasalukuyang singilin ngunit ang kasalukuyang limitasyon sa panlabas na itinakda ng risistor. Pagkatapos ng T Coofmaaari mong makita ang interbensyon na "di-nagkakalat na proteksyon ng maikling circuit", upang ang load na output na kuryente ay naka-OFF pati na rin sa bawat over-load o maikling circuit. Kapag ang capacitor ay halos ganap na sisingilin ang kasalukuyang napupunta sa ibaba ng itinakdang kasalukuyang nililimitahan: malinaw na ipinakita ito sa figure 13 kung saan maaari mong obserbahan sa gitna ng asul na kulay na kulay ng isang biglaang pagbabago ng slope sa kasalukuyang singilin hanggang sa maabot ang zero na halaga (capacitor buong singil). Kapag ang output capacitor ay sisingilin at nagbibigay ka ng isang mababang boltahe sa input ang pag-uugali ng OL pin ay tumutugma sa maikli sa kaso ng GND, dahil sa boltahe dito. Nangangahulugan ito na sa OFF state (mababa ang boltahe ng pag-input) ang signal ng diagnostic ng OL pin (karaniwang mataas) ay bumababa (tingnan ang talahanayan ng katotohanan sa pigura 12).
(dilaw na Vout, asul na Iout, pulang Vflt)
VI. Konklusyon
Ang isang matalinong monolithic quad low side switch ay ipinakita. Ang bagong matalinong power switch (IPS) ay nagbibigay ng pinahusay na kawastuhan upang mabawasan ang pagkalugi ng enerhiya at maiwasan ang mga error sa system kapag nangyari ang mga pagkakamali. Ang mga kalamangan na ito ay nakakamit gamit ang pinakabagong henerasyon ng ST na Multipower-BCD na teknolohiya, na nagpapahintulot sa isang mai-program na labis na pag-load na kasalukuyang limitasyon upang mapanatili ang matatag na mga kundisyon ng kuryente habang ang system ay nakakakuha.
Sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang pinagsamang solusyon para sa apat na mga output channel, pinapasimple din ng IPS4260L ang disenyo, pinahuhusay ang pagiging maaasahan, at nai-save ang puwang ng pc-board. Ang bagong quad-channel IC na ito ay isang mahalagang karagdagan sa portfolio ng ST ng pang-industriya na IPS, na may kasamang solong, dalawahan, quad at octal-channel na mga mataas na aparato sa gilid.
Mga Sanggunian
"IPS4260L Quad low-side intelligent power switch," Datasheet, www.st.com.
"UM2297: Pagsisimula sa STEVAL-IFP029V1 para sa IPS4260L high speed quad low-side driver na may dedikadong GUI" Manual ng User, www.st.com.
Tungkol sa May-akda
Michelangelo Marchese
Senior Teknikal na Marketing Engineer ng
Intelligent Power Switches (IPS) at mga produktong IO-Link
Industrial & Power Conversion Division
STMicroelectronics