ISO7637 TI解决方案2016
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现在,我们将讨论 TI 汽车传导瞬态保护 解决方案。 就分类方法而言, 我们可以将它们 分为集成 FET 和控制器。 那么对于集成 FET 而言,FET 是内置的。 如果 FET 不是内置的, 我们将其称为控制器。 除了将其分划分为 集成 FET 和非集成 FET 之外, 我们还有两种 通用解决方案。 我们有正瞬态 和反向电流保护。 您可以将其想视为具有 设置为类似二极管的 FET。 因此我们可以通过 体二极管进行传导。 然后,我们针对它 具有某种控制。 因此我们 可以针对 反极性或反向 瞬态进行保护。 将这个视为 一个二极管。 如果我们需要执行 浪涌控制或过流保护, 或浪涌抑制,或负载 开关,那么就需要 FET, 但具有不同的方向。 我们实际上可以阻止 流入负载的电流。 这是二极管 无法执行的功能, 它无法阻止 正向电流, 只能阻止反向电流。 但是,如果我们需要 这些其他保护功能, 那么我们需要 有第二个 FET。 您可能会对自己说, 这是否意味着要拥有 全面的保护, 我需要背靠背 FET? 我要告诉您,是的,就是这样。 在过压 保护方案中, 有一种技术, TI 有大量的 产品体现了 该技术,它 称为使用宽 VN 直流到直流转换器。 如果我们具有能够接受 40 至 50 伏输入的直流到直流转换器, 现在,对于 12 伏负载, 我们不必具有向下 钳制到 14 或 15 伏的 瞬态解决方案。 我们只需要 钳制到 40 伏以下。 这意味着我们可以钳制在 14 和 40 伏之间的任何值。 我们的负载可以处理它。 这意味着我们可以 使用成本更低的 TVS, 因为它不必吸收 如此多的能量, 并且它可以是 大得多的容差。 TI 外部 FET 保护 解决方案现在可用。 我们可以通过 LM5050-1-Q1 开始。 这是一个 ORing 控制器,简言之, 它用于使 FET 像二极管一样工作。 说起来容易,做起来难。 该器件所做的是, 设法将二极管上的 电压调节至 几十毫伏, 这样我们就可以在 VN 大于输出电压时打开 FET。 当电流开始 降低,或许 甚至尝试 反向时, 我们将检测到 该情况,并关闭 FET。 这时的工作电压 是 5 伏至 75 伏。 实际上,我认为 它是 5.5 至 75 伏。 我们在这里显示了它,其中 一个二极管与接地引脚进行串联。 这允许我们 能够承受 负瞬态并 提供反向 电流保护。 承受负瞬态的 功能由该二极管的 实际额定值 进行决定。 由于该二极管 仅需要处理 十分之几毫安, 因此它是可提供 200 伏反向保护的 低成本解决方案。 第二种像二极管一样 工作的解决方案是 LM74610-Q1。 我们将其称为智能二极管。 该解决方案真正 独特的特性是 不存在 IQ。 没有接地引脚。 它是五引脚器件, 它面向源极侧, FET 的漏极侧。 它具有用于打开 FET 的栅极引脚。 此外,还有用于存储 电荷泵的输出的 外部电容器。 它工作的方式是, 它将根据二极管上的 电压降运行 一个电荷泵。 因此,当 VN,蓄电池 电压大于负载电压时, 电流会流过 体二极管。 74610 会 检测到该电压。 74610 使用 该电压运行 电荷泵,以便为该 外部电容器充电。 当电压达到 8 或 10 伏时, 它将通过栅极引脚 向 FET 施加该电压。 这将打开 FET。 我们不会有任何损耗, 电流现在会流过 FET。 它不再必须 流过体二极管。 该电容器 最终将消耗。 它消耗的速度 将在很大程度上 由 FET 的泄漏 电流进行决定。 当它下降至 五或六伏时, FET 将关闭。 电荷泵会再次运行, 并且它会重复该循环。 没有接地引脚意味着 它可以承受 -- 如果它是 打开的,它可以承受 2,000、 3,000、5,000 伏瞬态, 因为它不会看到 其中的任何电压。 在相反的方向, 它被限制为 45 伏。 因此,如果特定的 应用需要高于 45 伏的 反向瞬态 保护,您可能 必须考虑 其他解决方案。 但当今的 许多应用 不需要高于 45 伏的 反向电压保护。 第三种解决方案,LM5060-Q1。 前两种 解决方案 尝试提供类似于 二极管的保护, 而 LM5060 用作 过压控制器、 浪涌控制器、 负载开关 和过流 保护器件。 在该特定的 应用中,我们 将使用背靠背 FET 和一个与棕色 引脚串联的二极管来展示它。 添加这两个 组件之后, 如果存在 反结合 保护或施加了 反向电压,该 二极管现在 将会反向偏压。 这意味着没有 电能进入 5060。 因此,它将关闭, 将栅极拉至地面, 从而关闭 这两个 FET, 阻止反向 电流流动。 我们刚才 看过的三个 器件的参数值。 我不打算在这上面 花太多的时间。 我们可以看到, 5050 和 5060 具有电压运行 限制,而 74610 没有正向限制,没有最大绝对值。 5050 和 5060 具有 反向电压保护, 可调,由外部小信号 二极管进行设置。 74610 额定电压 为负 45 伏。 在低 IQ 竞争中, 74610 获胜,它以 零 IQ 传递下去。 没有接地引脚意味着没有 IQ。 5050 具有相对 良好或糟糕的 420 微安的标称电流, 具体取决于您如何 看待它。 我们对一些客户 使用了一种应用, 其中我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 如果它们提供 待机信号, 那么该待机信号 可用于关闭 BJT 并将接地电流 降低至零。 这里是针对 LM5050-1Q1 的 单页幻灯片。 这是一个 1 至 75 伏 ORing 控制器。 要在 5.5 伏以下 运行它,我们 需要为 VS 引脚提供 五点五伏以上的 偏置电压 否则,在该电压, 该偏置电压之下, 它可能会低至约 0 伏。 它具有 100 伏 浪涌能力。 它将驱动 一个外部 FET。 任何电流限制实际上 都是 FET 的函数,而不是 5050 的函数。 在发生反向 电压时,这 意味着输入 已崩溃, 有一个非常快的两安 下拉电流将栅极拉低, 低至输出引脚 电压快速将其 关闭,从而 阻止反向电流。 接下来,我们 具有 74610-Q1。 这个,它是一个五 端子器件,没有 IQ。 它可以用在 模块的输入处, 以阻止反向 电流,并针对 反结合或反向 电池连接提供保护。 但对于浪涌 和过流保护, 我们有两种器件, 即 LM5060-Q1 和 LM9061-Q1。 9061 和 5060 具有许多 非常相似的功能。 但它们用于 不同的应用。 它们都将执行 负载开关。 5060 用作 保护开关。 因此,如果发生过载 或检测到故障,它将 很快关闭。 9061 用作 电机控制器。 因此它趋向于 缓慢打开和关闭, 以帮助阻止 可能非常 有问题的 DIDT 传输。 现在,如果我们尝试 最大限度地减小 DIDT, 那么缓慢打开和 关闭是非常有利的。 但如果我们 遇到故障情况, 并且我们需要关闭, 那么,通常而言, 我们需要很快地 关闭 FET,从而 最大限度地减小 在故障期间流入 负载的电流, 并保护 FET。 因为如果我们 在 FET 过载时 缓慢地关闭它, 那么很可能会 超出 FET SOA, FET 可能会损坏。 这两个器件的额定值 都基于良好的汽车范围。 它们都可以使用 外部二极管 来设置反向 最大电压, 或最大反向电压。 5060 的工作电流 大约为 1.4 安。 9061 有点高, 为 40 毫安。 有些应用可能不在乎, 有的应用可能在乎。 5060 的待机 电流为九微安。 9061 为五毫安。 如果在发生 故障时尝试 关闭,则下拉 电流非常重要, 5060 将在 80 毫安时下拉, 以尽快关闭 栅极,9061 将在 大约 75 微安时下拉, 这可能会更加缓慢地 关闭栅极。 但是,正如我们说过的, 在电机等电感负载的 情况下,缓慢地关闭 电机可能是有利的, 这可以降低 DIDT。 那么,快速地 看看 LM5060-Q1。 它的电压范围为 1 伏至 65 伏。 您可能需要一个 偏置电压,以便 在 5.5 伏以下运行。 大多数汽车应用 不需要在 5.5 伏以下 运行,但某些 冷启动操作 需要在该电压 以下运行。 我们可以在栅极上使用 RC 来控制输出上升时间。 我们有用于保持 运行的过压和欠压 阈值 -- 明确 定义的电压 运行窗口。 使用传感电阻器的 可编程故障电流, 但我们不必使用 昂贵的功率电阻器 来检测电流。 我们使用 MOSFET 上的 电压来实现该目的。 这将在过压关闭之后 立即重新启动。 因此,如果我们 具有正瞬态, 那么它将重新 启动,而不需要 控制器发出的 信号告知它打开。 因为有电源 正常输出, 所以我们可以 使用它将下游 负载按顺序排好, 说电源正常,继续打开。 为不同客户 和不同应用 开发了 大量的 解决方案。 这些最终将转化为 TI 参考设计。 因此我们有反向 电池和电流阻断。 我们拥有第二个 NFET。 我们有一个与接地 引脚串联的二极管。 因此,如果 VN 反向, 那么与接地引脚 串联的二极管将阻断 任何将流向 5060 的电流。 当该电流 被阻断时, 这意味着器件 未加电,意味着 器件将栅极引脚 拉向接地引脚。 现在接地将通过这两个 电阻器连接到 VN。 在反结合过程中, VN 是最低的 [听不清]。 因此,基本而言, 我们将关闭栅极。 这两个 FET 都将关闭。 会在两个方向 阻断电流。 如果我们不想 在发生浪涌时 使用过压并关闭, 而是要钳制该浪涌, 那么可以使用 另一种解决方案。 我们可以放置一个 小型齐纳二极管, 从栅极引脚连接到接地, 而不是使用 OV 引脚。 它的功能 有点像 TVS。 它所做的是钳制流出 栅极引脚的电流, 该电流通常 是 20 微安, 可能是 30 微安,而不是 必须吸收 浪涌的所有能量。 因此,当输入电压在浪涌 过程中升高时,输出 电压会随之升高。 栅极引脚尝试 保持在高于输出 10 或 15 伏。 随着栅极引脚上升 到高于输出电压, 它最终将 达到齐纳电压, 然后停止上升。 栅极将被钳制。 这将导致输出 被钳制在该齐纳 电压减去该 FET 的阈值电压。 简单的小解决方案。 它工作得非常好。 这意味着您可以 抵御所有浪涌, 为您的负载供电。 但是,如果您要 使用该解决方案, 请小心,确保 浪涌不会超出 该 FET 的 SOA。 我们需要确保 FET 上的电压 乘以流过 FET 的 电流加上浪涌 存在的时间 不超过 SOA 曲线。 因此,如果冷启动压降 保持,我们可能具有 偏置电压或 VN 的电源电压。 如果有外部电源 电压,您可以使用它。 或者在这里放置一个带二极管、 肖特基二极管的电容器。 因此,当输入因 冷启动下降时, 该电容器上仍有 足够的电荷,使 5060 保持通电状态。 如果我们必须 具有零待机 IQ, 并且有可用的 待机信号, 那么我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 可以将其用于 打开和关闭 5060。 应该知道在何处参考 该待机信号,这一点 很重要。 如果它以该 接地为基准, 那么我们按此处所示 配置二极管和 BJT。 如果备用信号 以 VN 为基准, 那么我们需要把二极管放在 这里,位于在该 BJT 的下面。 那么 LM9061,最初 设计为电机或 电感负载驱动器。 因此,在许多应用中, 在车身和传动系统中。 它具有其电荷泵, 因此我们将使用 外部 NFET,而不使用 更昂贵并且通常 损耗更高的 PFET。 因此我们将使用 NFET。 我们有一个电荷泵。 我们甚至在这里 有一个延迟计时器, 因此您可以为您的 故障设置延迟。 具有集成保护, 因为我们可以 设置我们的电流 传感和电流限制。 它将逐渐关闭。 因此,如果有 大量的栅极电容, 或者如果我们需要缓慢地 关闭我们的电感负载, 它有 110 毫伏 电流同步, 这将平缓地 关闭它, 以帮助阻止 可能由快速 关闭导致的高 DIDT。 现在,我们 介绍集成 FET 传导瞬态保护 解决方案概述。 应该很有趣。 请注意。 25200,这是汽车级 浪涌钳制 USB 电源开关。 我要说它不会解决 典型的 ISO7637 规范。 但是,如果您有任何 种类的信息娱乐器件 或 USB 器件,并且 存在瞬态可能 遇到的问题, 从而损坏额定 五伏的器件, 该部件将传导 高达 2.8 安的电流。 它具有可编程 电流限制。 它会将浪涌钳制在 最高 20 伏,最低 5.4 伏。 它最初是为 MFi 应用制造的。 要获得 MFi 认证, 您必须能够承受, 并且不会为 USB 端口 提供高于 5.4 伏的电压, 即使高侧 FET、 降压控制器 发生故障,通常对端口施加 12 至 15 伏的电压,也是如此。 这将保护下游负载 免受这种影响。 我们还有 TPS1H100。 这是更复杂的器件。 它的电压范围 为 3.5 伏至 40 伏, 因此它有很好的 宽汽车范围, 即使存在低冷启动 压降规范也是如此。 它有大量的 状态指示器。 有诊断、电流 传感、状态输出。 我们可以使用 接地的电阻器 对电流限制进行编程。 这将提供 负载开关、 过流和过压保护。 但它不提供 反向电流保护。 这需要第二个 FET。 现在我们有一个 正在开发的部件。 这是 74700-Q1。 这是始终开启的 智能二极管控制器。 那么,这里对其进行了 显示,具有单个 FET。 它将能够 驱动两个 FET。
现在,我们将讨论 TI 汽车传导瞬态保护 解决方案。 就分类方法而言, 我们可以将它们 分为集成 FET 和控制器。 那么对于集成 FET 而言,FET 是内置的。 如果 FET 不是内置的, 我们将其称为控制器。 除了将其分划分为 集成 FET 和非集成 FET 之外, 我们还有两种 通用解决方案。 我们有正瞬态 和反向电流保护。 您可以将其想视为具有 设置为类似二极管的 FET。 因此我们可以通过 体二极管进行传导。 然后,我们针对它 具有某种控制。 因此我们 可以针对 反极性或反向 瞬态进行保护。 将这个视为 一个二极管。 如果我们需要执行 浪涌控制或过流保护, 或浪涌抑制,或负载 开关,那么就需要 FET, 但具有不同的方向。 我们实际上可以阻止 流入负载的电流。 这是二极管 无法执行的功能, 它无法阻止 正向电流, 只能阻止反向电流。 但是,如果我们需要 这些其他保护功能, 那么我们需要 有第二个 FET。 您可能会对自己说, 这是否意味着要拥有 全面的保护, 我需要背靠背 FET? 我要告诉您,是的,就是这样。 在过压 保护方案中, 有一种技术, TI 有大量的 产品体现了 该技术,它 称为使用宽 VN 直流到直流转换器。 如果我们具有能够接受 40 至 50 伏输入的直流到直流转换器, 现在,对于 12 伏负载, 我们不必具有向下 钳制到 14 或 15 伏的 瞬态解决方案。 我们只需要 钳制到 40 伏以下。 这意味着我们可以钳制在 14 和 40 伏之间的任何值。 我们的负载可以处理它。 这意味着我们可以 使用成本更低的 TVS, 因为它不必吸收 如此多的能量, 并且它可以是 大得多的容差。 TI 外部 FET 保护 解决方案现在可用。 我们可以通过 LM5050-1-Q1 开始。 这是一个 ORing 控制器,简言之, 它用于使 FET 像二极管一样工作。 说起来容易,做起来难。 该器件所做的是, 设法将二极管上的 电压调节至 几十毫伏, 这样我们就可以在 VN 大于输出电压时打开 FET。 当电流开始 降低,或许 甚至尝试 反向时, 我们将检测到 该情况,并关闭 FET。 这时的工作电压 是 5 伏至 75 伏。 实际上,我认为 它是 5.5 至 75 伏。 我们在这里显示了它,其中 一个二极管与接地引脚进行串联。 这允许我们 能够承受 负瞬态并 提供反向 电流保护。 承受负瞬态的 功能由该二极管的 实际额定值 进行决定。 由于该二极管 仅需要处理 十分之几毫安, 因此它是可提供 200 伏反向保护的 低成本解决方案。 第二种像二极管一样 工作的解决方案是 LM74610-Q1。 我们将其称为智能二极管。 该解决方案真正 独特的特性是 不存在 IQ。 没有接地引脚。 它是五引脚器件, 它面向源极侧, FET 的漏极侧。 它具有用于打开 FET 的栅极引脚。 此外,还有用于存储 电荷泵的输出的 外部电容器。 它工作的方式是, 它将根据二极管上的 电压降运行 一个电荷泵。 因此,当 VN,蓄电池 电压大于负载电压时, 电流会流过 体二极管。 74610 会 检测到该电压。 74610 使用 该电压运行 电荷泵,以便为该 外部电容器充电。 当电压达到 8 或 10 伏时, 它将通过栅极引脚 向 FET 施加该电压。 这将打开 FET。 我们不会有任何损耗, 电流现在会流过 FET。 它不再必须 流过体二极管。 该电容器 最终将消耗。 它消耗的速度 将在很大程度上 由 FET 的泄漏 电流进行决定。 当它下降至 五或六伏时, FET 将关闭。 电荷泵会再次运行, 并且它会重复该循环。 没有接地引脚意味着 它可以承受 -- 如果它是 打开的,它可以承受 2,000、 3,000、5,000 伏瞬态, 因为它不会看到 其中的任何电压。 在相反的方向, 它被限制为 45 伏。 因此,如果特定的 应用需要高于 45 伏的 反向瞬态 保护,您可能 必须考虑 其他解决方案。 但当今的 许多应用 不需要高于 45 伏的 反向电压保护。 第三种解决方案,LM5060-Q1。 前两种 解决方案 尝试提供类似于 二极管的保护, 而 LM5060 用作 过压控制器、 浪涌控制器、 负载开关 和过流 保护器件。 在该特定的 应用中,我们 将使用背靠背 FET 和一个与棕色 引脚串联的二极管来展示它。 添加这两个 组件之后, 如果存在 反结合 保护或施加了 反向电压,该 二极管现在 将会反向偏压。 这意味着没有 电能进入 5060。 因此,它将关闭, 将栅极拉至地面, 从而关闭 这两个 FET, 阻止反向 电流流动。 我们刚才 看过的三个 器件的参数值。 我不打算在这上面 花太多的时间。 我们可以看到, 5050 和 5060 具有电压运行 限制,而 74610 没有正向限制,没有最大绝对值。 5050 和 5060 具有 反向电压保护, 可调,由外部小信号 二极管进行设置。 74610 额定电压 为负 45 伏。 在低 IQ 竞争中, 74610 获胜,它以 零 IQ 传递下去。 没有接地引脚意味着没有 IQ。 5050 具有相对 良好或糟糕的 420 微安的标称电流, 具体取决于您如何 看待它。 我们对一些客户 使用了一种应用, 其中我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 如果它们提供 待机信号, 那么该待机信号 可用于关闭 BJT 并将接地电流 降低至零。 这里是针对 LM5050-1Q1 的 单页幻灯片。 这是一个 1 至 75 伏 ORing 控制器。 要在 5.5 伏以下 运行它,我们 需要为 VS 引脚提供 五点五伏以上的 偏置电压 否则,在该电压, 该偏置电压之下, 它可能会低至约 0 伏。 它具有 100 伏 浪涌能力。 它将驱动 一个外部 FET。 任何电流限制实际上 都是 FET 的函数,而不是 5050 的函数。 在发生反向 电压时,这 意味着输入 已崩溃, 有一个非常快的两安 下拉电流将栅极拉低, 低至输出引脚 电压快速将其 关闭,从而 阻止反向电流。 接下来,我们 具有 74610-Q1。 这个,它是一个五 端子器件,没有 IQ。 它可以用在 模块的输入处, 以阻止反向 电流,并针对 反结合或反向 电池连接提供保护。 但对于浪涌 和过流保护, 我们有两种器件, 即 LM5060-Q1 和 LM9061-Q1。 9061 和 5060 具有许多 非常相似的功能。 但它们用于 不同的应用。 它们都将执行 负载开关。 5060 用作 保护开关。 因此,如果发生过载 或检测到故障,它将 很快关闭。 9061 用作 电机控制器。 因此它趋向于 缓慢打开和关闭, 以帮助阻止 可能非常 有问题的 DIDT 传输。 现在,如果我们尝试 最大限度地减小 DIDT, 那么缓慢打开和 关闭是非常有利的。 但如果我们 遇到故障情况, 并且我们需要关闭, 那么,通常而言, 我们需要很快地 关闭 FET,从而 最大限度地减小 在故障期间流入 负载的电流, 并保护 FET。 因为如果我们 在 FET 过载时 缓慢地关闭它, 那么很可能会 超出 FET SOA, FET 可能会损坏。 这两个器件的额定值 都基于良好的汽车范围。 它们都可以使用 外部二极管 来设置反向 最大电压, 或最大反向电压。 5060 的工作电流 大约为 1.4 安。 9061 有点高, 为 40 毫安。 有些应用可能不在乎, 有的应用可能在乎。 5060 的待机 电流为九微安。 9061 为五毫安。 如果在发生 故障时尝试 关闭,则下拉 电流非常重要, 5060 将在 80 毫安时下拉, 以尽快关闭 栅极,9061 将在 大约 75 微安时下拉, 这可能会更加缓慢地 关闭栅极。 但是,正如我们说过的, 在电机等电感负载的 情况下,缓慢地关闭 电机可能是有利的, 这可以降低 DIDT。 那么,快速地 看看 LM5060-Q1。 它的电压范围为 1 伏至 65 伏。 您可能需要一个 偏置电压,以便 在 5.5 伏以下运行。 大多数汽车应用 不需要在 5.5 伏以下 运行,但某些 冷启动操作 需要在该电压 以下运行。 我们可以在栅极上使用 RC 来控制输出上升时间。 我们有用于保持 运行的过压和欠压 阈值 -- 明确 定义的电压 运行窗口。 使用传感电阻器的 可编程故障电流, 但我们不必使用 昂贵的功率电阻器 来检测电流。 我们使用 MOSFET 上的 电压来实现该目的。 这将在过压关闭之后 立即重新启动。 因此,如果我们 具有正瞬态, 那么它将重新 启动,而不需要 控制器发出的 信号告知它打开。 因为有电源 正常输出, 所以我们可以 使用它将下游 负载按顺序排好, 说电源正常,继续打开。 为不同客户 和不同应用 开发了 大量的 解决方案。 这些最终将转化为 TI 参考设计。 因此我们有反向 电池和电流阻断。 我们拥有第二个 NFET。 我们有一个与接地 引脚串联的二极管。 因此,如果 VN 反向, 那么与接地引脚 串联的二极管将阻断 任何将流向 5060 的电流。 当该电流 被阻断时, 这意味着器件 未加电,意味着 器件将栅极引脚 拉向接地引脚。 现在接地将通过这两个 电阻器连接到 VN。 在反结合过程中, VN 是最低的 [听不清]。 因此,基本而言, 我们将关闭栅极。 这两个 FET 都将关闭。 会在两个方向 阻断电流。 如果我们不想 在发生浪涌时 使用过压并关闭, 而是要钳制该浪涌, 那么可以使用 另一种解决方案。 我们可以放置一个 小型齐纳二极管, 从栅极引脚连接到接地, 而不是使用 OV 引脚。 它的功能 有点像 TVS。 它所做的是钳制流出 栅极引脚的电流, 该电流通常 是 20 微安, 可能是 30 微安,而不是 必须吸收 浪涌的所有能量。 因此,当输入电压在浪涌 过程中升高时,输出 电压会随之升高。 栅极引脚尝试 保持在高于输出 10 或 15 伏。 随着栅极引脚上升 到高于输出电压, 它最终将 达到齐纳电压, 然后停止上升。 栅极将被钳制。 这将导致输出 被钳制在该齐纳 电压减去该 FET 的阈值电压。 简单的小解决方案。 它工作得非常好。 这意味着您可以 抵御所有浪涌, 为您的负载供电。 但是,如果您要 使用该解决方案, 请小心,确保 浪涌不会超出 该 FET 的 SOA。 我们需要确保 FET 上的电压 乘以流过 FET 的 电流加上浪涌 存在的时间 不超过 SOA 曲线。 因此,如果冷启动压降 保持,我们可能具有 偏置电压或 VN 的电源电压。 如果有外部电源 电压,您可以使用它。 或者在这里放置一个带二极管、 肖特基二极管的电容器。 因此,当输入因 冷启动下降时, 该电容器上仍有 足够的电荷,使 5060 保持通电状态。 如果我们必须 具有零待机 IQ, 并且有可用的 待机信号, 那么我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 可以将其用于 打开和关闭 5060。 应该知道在何处参考 该待机信号,这一点 很重要。 如果它以该 接地为基准, 那么我们按此处所示 配置二极管和 BJT。 如果备用信号 以 VN 为基准, 那么我们需要把二极管放在 这里,位于在该 BJT 的下面。 那么 LM9061,最初 设计为电机或 电感负载驱动器。 因此,在许多应用中, 在车身和传动系统中。 它具有其电荷泵, 因此我们将使用 外部 NFET,而不使用 更昂贵并且通常 损耗更高的 PFET。 因此我们将使用 NFET。 我们有一个电荷泵。 我们甚至在这里 有一个延迟计时器, 因此您可以为您的 故障设置延迟。 具有集成保护, 因为我们可以 设置我们的电流 传感和电流限制。 它将逐渐关闭。 因此,如果有 大量的栅极电容, 或者如果我们需要缓慢地 关闭我们的电感负载, 它有 110 毫伏 电流同步, 这将平缓地 关闭它, 以帮助阻止 可能由快速 关闭导致的高 DIDT。 现在,我们 介绍集成 FET 传导瞬态保护 解决方案概述。 应该很有趣。 请注意。 25200,这是汽车级 浪涌钳制 USB 电源开关。 我要说它不会解决 典型的 ISO7637 规范。 但是,如果您有任何 种类的信息娱乐器件 或 USB 器件,并且 存在瞬态可能 遇到的问题, 从而损坏额定 五伏的器件, 该部件将传导 高达 2.8 安的电流。 它具有可编程 电流限制。 它会将浪涌钳制在 最高 20 伏,最低 5.4 伏。 它最初是为 MFi 应用制造的。 要获得 MFi 认证, 您必须能够承受, 并且不会为 USB 端口 提供高于 5.4 伏的电压, 即使高侧 FET、 降压控制器 发生故障,通常对端口施加 12 至 15 伏的电压,也是如此。 这将保护下游负载 免受这种影响。 我们还有 TPS1H100。 这是更复杂的器件。 它的电压范围 为 3.5 伏至 40 伏, 因此它有很好的 宽汽车范围, 即使存在低冷启动 压降规范也是如此。 它有大量的 状态指示器。 有诊断、电流 传感、状态输出。 我们可以使用 接地的电阻器 对电流限制进行编程。 这将提供 负载开关、 过流和过压保护。 但它不提供 反向电流保护。 这需要第二个 FET。 现在我们有一个 正在开发的部件。 这是 74700-Q1。 这是始终开启的 智能二极管控制器。 那么,这里对其进行了 显示,具有单个 FET。 它将能够 驱动两个 FET。
现在,我们将讨论 TI 汽车传导瞬态保护
解决方案。
就分类方法而言, 我们可以将它们
分为集成 FET 和控制器。
那么对于集成 FET 而言,FET 是内置的。
如果 FET 不是内置的, 我们将其称为控制器。
除了将其分划分为 集成 FET 和非集成 FET 之外,
我们还有两种 通用解决方案。
我们有正瞬态 和反向电流保护。
您可以将其想视为具有 设置为类似二极管的 FET。
因此我们可以通过 体二极管进行传导。
然后,我们针对它 具有某种控制。
因此我们 可以针对
反极性或反向 瞬态进行保护。
将这个视为 一个二极管。
如果我们需要执行 浪涌控制或过流保护,
或浪涌抑制,或负载 开关,那么就需要 FET,
但具有不同的方向。
我们实际上可以阻止 流入负载的电流。
这是二极管 无法执行的功能,
它无法阻止 正向电流,
只能阻止反向电流。
但是,如果我们需要 这些其他保护功能,
那么我们需要 有第二个 FET。
您可能会对自己说, 这是否意味着要拥有
全面的保护, 我需要背靠背 FET?
我要告诉您,是的,就是这样。
在过压 保护方案中,
有一种技术, TI 有大量的
产品体现了 该技术,它
称为使用宽 VN 直流到直流转换器。
如果我们具有能够接受 40 至 50 伏输入的直流到直流转换器,
现在,对于 12 伏负载, 我们不必具有向下
钳制到 14 或 15 伏的 瞬态解决方案。
我们只需要 钳制到 40 伏以下。
这意味着我们可以钳制在 14 和 40 伏之间的任何值。
我们的负载可以处理它。
这意味着我们可以 使用成本更低的 TVS,
因为它不必吸收 如此多的能量,
并且它可以是 大得多的容差。
TI 外部 FET 保护 解决方案现在可用。
我们可以通过 LM5050-1-Q1 开始。
这是一个 ORing 控制器,简言之,
它用于使 FET 像二极管一样工作。
说起来容易,做起来难。
该器件所做的是, 设法将二极管上的
电压调节至 几十毫伏,
这样我们就可以在 VN 大于输出电压时打开 FET。
当电流开始 降低,或许
甚至尝试 反向时,
我们将检测到 该情况,并关闭 FET。
这时的工作电压 是 5 伏至 75 伏。
实际上,我认为 它是 5.5 至 75 伏。
我们在这里显示了它,其中 一个二极管与接地引脚进行串联。
这允许我们 能够承受
负瞬态并 提供反向
电流保护。
承受负瞬态的 功能由该二极管的
实际额定值 进行决定。
由于该二极管 仅需要处理
十分之几毫安, 因此它是可提供
200 伏反向保护的 低成本解决方案。
第二种像二极管一样 工作的解决方案是 LM74610-Q1。
我们将其称为智能二极管。
该解决方案真正 独特的特性是
不存在 IQ。
没有接地引脚。
它是五引脚器件, 它面向源极侧,
FET 的漏极侧。
它具有用于打开 FET 的栅极引脚。
此外,还有用于存储 电荷泵的输出的
外部电容器。
它工作的方式是, 它将根据二极管上的
电压降运行 一个电荷泵。
因此,当 VN,蓄电池 电压大于负载电压时,
电流会流过 体二极管。
74610 会 检测到该电压。
74610 使用 该电压运行
电荷泵,以便为该 外部电容器充电。
当电压达到 8 或 10 伏时,
它将通过栅极引脚 向 FET 施加该电压。
这将打开 FET。
我们不会有任何损耗, 电流现在会流过 FET。
它不再必须 流过体二极管。
该电容器 最终将消耗。
它消耗的速度 将在很大程度上
由 FET 的泄漏 电流进行决定。
当它下降至 五或六伏时,
FET 将关闭。
电荷泵会再次运行, 并且它会重复该循环。
没有接地引脚意味着 它可以承受 -- 如果它是
打开的,它可以承受 2,000、 3,000、5,000 伏瞬态,
因为它不会看到 其中的任何电压。
在相反的方向, 它被限制为 45 伏。
因此,如果特定的 应用需要高于 45 伏的
反向瞬态 保护,您可能
必须考虑 其他解决方案。
但当今的 许多应用
不需要高于 45 伏的 反向电压保护。
第三种解决方案,LM5060-Q1。
前两种 解决方案
尝试提供类似于 二极管的保护,
而 LM5060 用作 过压控制器、
浪涌控制器、 负载开关
和过流 保护器件。
在该特定的 应用中,我们
将使用背靠背 FET 和一个与棕色
引脚串联的二极管来展示它。
添加这两个 组件之后,
如果存在 反结合
保护或施加了 反向电压,该
二极管现在 将会反向偏压。
这意味着没有 电能进入 5060。
因此,它将关闭, 将栅极拉至地面,
从而关闭 这两个 FET,
阻止反向 电流流动。
我们刚才 看过的三个
器件的参数值。
我不打算在这上面 花太多的时间。
我们可以看到, 5050 和 5060
具有电压运行 限制,而 74610
没有正向限制,没有最大绝对值。
5050 和 5060 具有 反向电压保护,
可调,由外部小信号 二极管进行设置。
74610 额定电压 为负 45 伏。
在低 IQ 竞争中,
74610 获胜,它以 零 IQ 传递下去。
没有接地引脚意味着没有 IQ。
5050 具有相对 良好或糟糕的
420 微安的标称电流, 具体取决于您如何
看待它。
我们对一些客户 使用了一种应用,
其中我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。
如果它们提供 待机信号,
那么该待机信号 可用于关闭 BJT
并将接地电流 降低至零。
这里是针对 LM5050-1Q1 的 单页幻灯片。
这是一个 1 至 75 伏 ORing 控制器。
要在 5.5 伏以下 运行它,我们
需要为 VS 引脚提供 五点五伏以上的
偏置电压
否则,在该电压, 该偏置电压之下,
它可能会低至约 0 伏。
它具有 100 伏 浪涌能力。
它将驱动 一个外部 FET。
任何电流限制实际上 都是 FET 的函数,而不是
5050 的函数。
在发生反向 电压时,这
意味着输入 已崩溃,
有一个非常快的两安 下拉电流将栅极拉低,
低至输出引脚 电压快速将其
关闭,从而 阻止反向电流。
接下来,我们 具有 74610-Q1。
这个,它是一个五 端子器件,没有 IQ。
它可以用在 模块的输入处,
以阻止反向 电流,并针对
反结合或反向 电池连接提供保护。
但对于浪涌 和过流保护,
我们有两种器件, 即 LM5060-Q1 和
LM9061-Q1。
9061 和 5060 具有许多 非常相似的功能。
但它们用于 不同的应用。
它们都将执行 负载开关。
5060 用作 保护开关。
因此,如果发生过载 或检测到故障,它将
很快关闭。
9061 用作 电机控制器。
因此它趋向于 缓慢打开和关闭,
以帮助阻止 可能非常
有问题的 DIDT 传输。
现在,如果我们尝试 最大限度地减小 DIDT,
那么缓慢打开和 关闭是非常有利的。
但如果我们 遇到故障情况,
并且我们需要关闭, 那么,通常而言,
我们需要很快地 关闭 FET,从而
最大限度地减小 在故障期间流入
负载的电流, 并保护 FET。
因为如果我们 在 FET 过载时
缓慢地关闭它, 那么很可能会
超出 FET SOA, FET 可能会损坏。
这两个器件的额定值 都基于良好的汽车范围。
它们都可以使用 外部二极管
来设置反向 最大电压,
或最大反向电压。
5060 的工作电流 大约为 1.4 安。
9061 有点高, 为 40 毫安。
有些应用可能不在乎, 有的应用可能在乎。
5060 的待机 电流为九微安。
9061 为五毫安。
如果在发生 故障时尝试
关闭,则下拉 电流非常重要,
5060 将在 80 毫安时下拉,
以尽快关闭 栅极,9061 将在
大约 75 微安时下拉, 这可能会更加缓慢地
关闭栅极。
但是,正如我们说过的, 在电机等电感负载的
情况下,缓慢地关闭 电机可能是有利的,
这可以降低 DIDT。
那么,快速地 看看 LM5060-Q1。
它的电压范围为 1 伏至 65 伏。
您可能需要一个 偏置电压,以便
在 5.5 伏以下运行。
大多数汽车应用 不需要在 5.5 伏以下
运行,但某些 冷启动操作
需要在该电压 以下运行。
我们可以在栅极上使用 RC 来控制输出上升时间。
我们有用于保持 运行的过压和欠压
阈值 -- 明确 定义的电压
运行窗口。
使用传感电阻器的 可编程故障电流,
但我们不必使用 昂贵的功率电阻器
来检测电流。
我们使用 MOSFET 上的 电压来实现该目的。
这将在过压关闭之后 立即重新启动。
因此,如果我们 具有正瞬态,
那么它将重新 启动,而不需要
控制器发出的 信号告知它打开。
因为有电源 正常输出,
所以我们可以 使用它将下游
负载按顺序排好, 说电源正常,继续打开。
为不同客户 和不同应用
开发了 大量的
解决方案。
这些最终将转化为 TI 参考设计。
因此我们有反向 电池和电流阻断。
我们拥有第二个 NFET。
我们有一个与接地 引脚串联的二极管。
因此,如果 VN 反向, 那么与接地引脚
串联的二极管将阻断 任何将流向 5060 的电流。
当该电流 被阻断时,
这意味着器件 未加电,意味着
器件将栅极引脚 拉向接地引脚。
现在接地将通过这两个 电阻器连接到 VN。
在反结合过程中, VN 是最低的 [听不清]。
因此,基本而言, 我们将关闭栅极。
这两个 FET 都将关闭。
会在两个方向 阻断电流。
如果我们不想 在发生浪涌时
使用过压并关闭, 而是要钳制该浪涌,
那么可以使用 另一种解决方案。
我们可以放置一个 小型齐纳二极管,
从栅极引脚连接到接地, 而不是使用 OV 引脚。
它的功能 有点像 TVS。
它所做的是钳制流出 栅极引脚的电流,
该电流通常 是 20 微安,
可能是 30 微安,而不是
必须吸收 浪涌的所有能量。
因此,当输入电压在浪涌 过程中升高时,输出
电压会随之升高。
栅极引脚尝试 保持在高于输出
10 或 15 伏。
随着栅极引脚上升 到高于输出电压,
它最终将 达到齐纳电压,
然后停止上升。
栅极将被钳制。
这将导致输出 被钳制在该齐纳
电压减去该 FET 的阈值电压。
简单的小解决方案。
它工作得非常好。
这意味着您可以 抵御所有浪涌,
为您的负载供电。
但是,如果您要 使用该解决方案,
请小心,确保 浪涌不会超出
该 FET 的 SOA。
我们需要确保 FET 上的电压
乘以流过 FET 的 电流加上浪涌
存在的时间 不超过 SOA 曲线。
因此,如果冷启动压降 保持,我们可能具有
偏置电压或 VN 的电源电压。
如果有外部电源 电压,您可以使用它。
或者在这里放置一个带二极管、 肖特基二极管的电容器。
因此,当输入因 冷启动下降时,
该电容器上仍有 足够的电荷,使 5060
保持通电状态。
如果我们必须 具有零待机 IQ,
并且有可用的 待机信号,
那么我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。
可以将其用于 打开和关闭 5060。
应该知道在何处参考 该待机信号,这一点
很重要。
如果它以该 接地为基准,
那么我们按此处所示 配置二极管和 BJT。
如果备用信号 以 VN 为基准,
那么我们需要把二极管放在 这里,位于在该 BJT 的下面。
那么 LM9061,最初 设计为电机或
电感负载驱动器。
因此,在许多应用中, 在车身和传动系统中。
它具有其电荷泵, 因此我们将使用
外部 NFET,而不使用 更昂贵并且通常
损耗更高的 PFET。
因此我们将使用 NFET。
我们有一个电荷泵。
我们甚至在这里 有一个延迟计时器,
因此您可以为您的 故障设置延迟。
具有集成保护, 因为我们可以
设置我们的电流 传感和电流限制。
它将逐渐关闭。
因此,如果有 大量的栅极电容,
或者如果我们需要缓慢地 关闭我们的电感负载,
它有 110 毫伏 电流同步,
这将平缓地 关闭它,
以帮助阻止 可能由快速
关闭导致的高 DIDT。
现在,我们 介绍集成
FET 传导瞬态保护 解决方案概述。
应该很有趣。
请注意。
25200,这是汽车级 浪涌钳制 USB
电源开关。
我要说它不会解决 典型的 ISO7637 规范。
但是,如果您有任何 种类的信息娱乐器件
或 USB 器件,并且 存在瞬态可能
遇到的问题, 从而损坏额定
五伏的器件, 该部件将传导
高达 2.8 安的电流。
它具有可编程 电流限制。
它会将浪涌钳制在 最高 20 伏,最低 5.4 伏。
它最初是为 MFi 应用制造的。
要获得 MFi 认证, 您必须能够承受,
并且不会为 USB 端口 提供高于 5.4 伏的电压,
即使高侧 FET、 降压控制器
发生故障,通常对端口施加 12 至 15 伏的电压,也是如此。
这将保护下游负载 免受这种影响。
我们还有 TPS1H100。
这是更复杂的器件。
它的电压范围 为 3.5 伏至 40 伏,
因此它有很好的 宽汽车范围,
即使存在低冷启动 压降规范也是如此。
它有大量的 状态指示器。
有诊断、电流 传感、状态输出。
我们可以使用 接地的电阻器
对电流限制进行编程。
这将提供 负载开关、
过流和过压保护。
但它不提供 反向电流保护。
这需要第二个 FET。
现在我们有一个 正在开发的部件。
这是 74700-Q1。
这是始终开启的 智能二极管控制器。
那么,这里对其进行了 显示,具有单个 FET。
它将能够 驱动两个 FET。
现在,我们将讨论 TI 汽车传导瞬态保护 解决方案。 就分类方法而言, 我们可以将它们 分为集成 FET 和控制器。 那么对于集成 FET 而言,FET 是内置的。 如果 FET 不是内置的, 我们将其称为控制器。 除了将其分划分为 集成 FET 和非集成 FET 之外, 我们还有两种 通用解决方案。 我们有正瞬态 和反向电流保护。 您可以将其想视为具有 设置为类似二极管的 FET。 因此我们可以通过 体二极管进行传导。 然后,我们针对它 具有某种控制。 因此我们 可以针对 反极性或反向 瞬态进行保护。 将这个视为 一个二极管。 如果我们需要执行 浪涌控制或过流保护, 或浪涌抑制,或负载 开关,那么就需要 FET, 但具有不同的方向。 我们实际上可以阻止 流入负载的电流。 这是二极管 无法执行的功能, 它无法阻止 正向电流, 只能阻止反向电流。 但是,如果我们需要 这些其他保护功能, 那么我们需要 有第二个 FET。 您可能会对自己说, 这是否意味着要拥有 全面的保护, 我需要背靠背 FET? 我要告诉您,是的,就是这样。 在过压 保护方案中, 有一种技术, TI 有大量的 产品体现了 该技术,它 称为使用宽 VN 直流到直流转换器。 如果我们具有能够接受 40 至 50 伏输入的直流到直流转换器, 现在,对于 12 伏负载, 我们不必具有向下 钳制到 14 或 15 伏的 瞬态解决方案。 我们只需要 钳制到 40 伏以下。 这意味着我们可以钳制在 14 和 40 伏之间的任何值。 我们的负载可以处理它。 这意味着我们可以 使用成本更低的 TVS, 因为它不必吸收 如此多的能量, 并且它可以是 大得多的容差。 TI 外部 FET 保护 解决方案现在可用。 我们可以通过 LM5050-1-Q1 开始。 这是一个 ORing 控制器,简言之, 它用于使 FET 像二极管一样工作。 说起来容易,做起来难。 该器件所做的是, 设法将二极管上的 电压调节至 几十毫伏, 这样我们就可以在 VN 大于输出电压时打开 FET。 当电流开始 降低,或许 甚至尝试 反向时, 我们将检测到 该情况,并关闭 FET。 这时的工作电压 是 5 伏至 75 伏。 实际上,我认为 它是 5.5 至 75 伏。 我们在这里显示了它,其中 一个二极管与接地引脚进行串联。 这允许我们 能够承受 负瞬态并 提供反向 电流保护。 承受负瞬态的 功能由该二极管的 实际额定值 进行决定。 由于该二极管 仅需要处理 十分之几毫安, 因此它是可提供 200 伏反向保护的 低成本解决方案。 第二种像二极管一样 工作的解决方案是 LM74610-Q1。 我们将其称为智能二极管。 该解决方案真正 独特的特性是 不存在 IQ。 没有接地引脚。 它是五引脚器件, 它面向源极侧, FET 的漏极侧。 它具有用于打开 FET 的栅极引脚。 此外,还有用于存储 电荷泵的输出的 外部电容器。 它工作的方式是, 它将根据二极管上的 电压降运行 一个电荷泵。 因此,当 VN,蓄电池 电压大于负载电压时, 电流会流过 体二极管。 74610 会 检测到该电压。 74610 使用 该电压运行 电荷泵,以便为该 外部电容器充电。 当电压达到 8 或 10 伏时, 它将通过栅极引脚 向 FET 施加该电压。 这将打开 FET。 我们不会有任何损耗, 电流现在会流过 FET。 它不再必须 流过体二极管。 该电容器 最终将消耗。 它消耗的速度 将在很大程度上 由 FET 的泄漏 电流进行决定。 当它下降至 五或六伏时, FET 将关闭。 电荷泵会再次运行, 并且它会重复该循环。 没有接地引脚意味着 它可以承受 -- 如果它是 打开的,它可以承受 2,000、 3,000、5,000 伏瞬态, 因为它不会看到 其中的任何电压。 在相反的方向, 它被限制为 45 伏。 因此,如果特定的 应用需要高于 45 伏的 反向瞬态 保护,您可能 必须考虑 其他解决方案。 但当今的 许多应用 不需要高于 45 伏的 反向电压保护。 第三种解决方案,LM5060-Q1。 前两种 解决方案 尝试提供类似于 二极管的保护, 而 LM5060 用作 过压控制器、 浪涌控制器、 负载开关 和过流 保护器件。 在该特定的 应用中,我们 将使用背靠背 FET 和一个与棕色 引脚串联的二极管来展示它。 添加这两个 组件之后, 如果存在 反结合 保护或施加了 反向电压,该 二极管现在 将会反向偏压。 这意味着没有 电能进入 5060。 因此,它将关闭, 将栅极拉至地面, 从而关闭 这两个 FET, 阻止反向 电流流动。 我们刚才 看过的三个 器件的参数值。 我不打算在这上面 花太多的时间。 我们可以看到, 5050 和 5060 具有电压运行 限制,而 74610 没有正向限制,没有最大绝对值。 5050 和 5060 具有 反向电压保护, 可调,由外部小信号 二极管进行设置。 74610 额定电压 为负 45 伏。 在低 IQ 竞争中, 74610 获胜,它以 零 IQ 传递下去。 没有接地引脚意味着没有 IQ。 5050 具有相对 良好或糟糕的 420 微安的标称电流, 具体取决于您如何 看待它。 我们对一些客户 使用了一种应用, 其中我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 如果它们提供 待机信号, 那么该待机信号 可用于关闭 BJT 并将接地电流 降低至零。 这里是针对 LM5050-1Q1 的 单页幻灯片。 这是一个 1 至 75 伏 ORing 控制器。 要在 5.5 伏以下 运行它,我们 需要为 VS 引脚提供 五点五伏以上的 偏置电压 否则,在该电压, 该偏置电压之下, 它可能会低至约 0 伏。 它具有 100 伏 浪涌能力。 它将驱动 一个外部 FET。 任何电流限制实际上 都是 FET 的函数,而不是 5050 的函数。 在发生反向 电压时,这 意味着输入 已崩溃, 有一个非常快的两安 下拉电流将栅极拉低, 低至输出引脚 电压快速将其 关闭,从而 阻止反向电流。 接下来,我们 具有 74610-Q1。 这个,它是一个五 端子器件,没有 IQ。 它可以用在 模块的输入处, 以阻止反向 电流,并针对 反结合或反向 电池连接提供保护。 但对于浪涌 和过流保护, 我们有两种器件, 即 LM5060-Q1 和 LM9061-Q1。 9061 和 5060 具有许多 非常相似的功能。 但它们用于 不同的应用。 它们都将执行 负载开关。 5060 用作 保护开关。 因此,如果发生过载 或检测到故障,它将 很快关闭。 9061 用作 电机控制器。 因此它趋向于 缓慢打开和关闭, 以帮助阻止 可能非常 有问题的 DIDT 传输。 现在,如果我们尝试 最大限度地减小 DIDT, 那么缓慢打开和 关闭是非常有利的。 但如果我们 遇到故障情况, 并且我们需要关闭, 那么,通常而言, 我们需要很快地 关闭 FET,从而 最大限度地减小 在故障期间流入 负载的电流, 并保护 FET。 因为如果我们 在 FET 过载时 缓慢地关闭它, 那么很可能会 超出 FET SOA, FET 可能会损坏。 这两个器件的额定值 都基于良好的汽车范围。 它们都可以使用 外部二极管 来设置反向 最大电压, 或最大反向电压。 5060 的工作电流 大约为 1.4 安。 9061 有点高, 为 40 毫安。 有些应用可能不在乎, 有的应用可能在乎。 5060 的待机 电流为九微安。 9061 为五毫安。 如果在发生 故障时尝试 关闭,则下拉 电流非常重要, 5060 将在 80 毫安时下拉, 以尽快关闭 栅极,9061 将在 大约 75 微安时下拉, 这可能会更加缓慢地 关闭栅极。 但是,正如我们说过的, 在电机等电感负载的 情况下,缓慢地关闭 电机可能是有利的, 这可以降低 DIDT。 那么,快速地 看看 LM5060-Q1。 它的电压范围为 1 伏至 65 伏。 您可能需要一个 偏置电压,以便 在 5.5 伏以下运行。 大多数汽车应用 不需要在 5.5 伏以下 运行,但某些 冷启动操作 需要在该电压 以下运行。 我们可以在栅极上使用 RC 来控制输出上升时间。 我们有用于保持 运行的过压和欠压 阈值 -- 明确 定义的电压 运行窗口。 使用传感电阻器的 可编程故障电流, 但我们不必使用 昂贵的功率电阻器 来检测电流。 我们使用 MOSFET 上的 电压来实现该目的。 这将在过压关闭之后 立即重新启动。 因此,如果我们 具有正瞬态, 那么它将重新 启动,而不需要 控制器发出的 信号告知它打开。 因为有电源 正常输出, 所以我们可以 使用它将下游 负载按顺序排好, 说电源正常,继续打开。 为不同客户 和不同应用 开发了 大量的 解决方案。 这些最终将转化为 TI 参考设计。 因此我们有反向 电池和电流阻断。 我们拥有第二个 NFET。 我们有一个与接地 引脚串联的二极管。 因此,如果 VN 反向, 那么与接地引脚 串联的二极管将阻断 任何将流向 5060 的电流。 当该电流 被阻断时, 这意味着器件 未加电,意味着 器件将栅极引脚 拉向接地引脚。 现在接地将通过这两个 电阻器连接到 VN。 在反结合过程中, VN 是最低的 [听不清]。 因此,基本而言, 我们将关闭栅极。 这两个 FET 都将关闭。 会在两个方向 阻断电流。 如果我们不想 在发生浪涌时 使用过压并关闭, 而是要钳制该浪涌, 那么可以使用 另一种解决方案。 我们可以放置一个 小型齐纳二极管, 从栅极引脚连接到接地, 而不是使用 OV 引脚。 它的功能 有点像 TVS。 它所做的是钳制流出 栅极引脚的电流, 该电流通常 是 20 微安, 可能是 30 微安,而不是 必须吸收 浪涌的所有能量。 因此,当输入电压在浪涌 过程中升高时,输出 电压会随之升高。 栅极引脚尝试 保持在高于输出 10 或 15 伏。 随着栅极引脚上升 到高于输出电压, 它最终将 达到齐纳电压, 然后停止上升。 栅极将被钳制。 这将导致输出 被钳制在该齐纳 电压减去该 FET 的阈值电压。 简单的小解决方案。 它工作得非常好。 这意味着您可以 抵御所有浪涌, 为您的负载供电。 但是,如果您要 使用该解决方案, 请小心,确保 浪涌不会超出 该 FET 的 SOA。 我们需要确保 FET 上的电压 乘以流过 FET 的 电流加上浪涌 存在的时间 不超过 SOA 曲线。 因此,如果冷启动压降 保持,我们可能具有 偏置电压或 VN 的电源电压。 如果有外部电源 电压,您可以使用它。 或者在这里放置一个带二极管、 肖特基二极管的电容器。 因此,当输入因 冷启动下降时, 该电容器上仍有 足够的电荷,使 5060 保持通电状态。 如果我们必须 具有零待机 IQ, 并且有可用的 待机信号, 那么我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。 可以将其用于 打开和关闭 5060。 应该知道在何处参考 该待机信号,这一点 很重要。 如果它以该 接地为基准, 那么我们按此处所示 配置二极管和 BJT。 如果备用信号 以 VN 为基准, 那么我们需要把二极管放在 这里,位于在该 BJT 的下面。 那么 LM9061,最初 设计为电机或 电感负载驱动器。 因此,在许多应用中, 在车身和传动系统中。 它具有其电荷泵, 因此我们将使用 外部 NFET,而不使用 更昂贵并且通常 损耗更高的 PFET。 因此我们将使用 NFET。 我们有一个电荷泵。 我们甚至在这里 有一个延迟计时器, 因此您可以为您的 故障设置延迟。 具有集成保护, 因为我们可以 设置我们的电流 传感和电流限制。 它将逐渐关闭。 因此,如果有 大量的栅极电容, 或者如果我们需要缓慢地 关闭我们的电感负载, 它有 110 毫伏 电流同步, 这将平缓地 关闭它, 以帮助阻止 可能由快速 关闭导致的高 DIDT。 现在,我们 介绍集成 FET 传导瞬态保护 解决方案概述。 应该很有趣。 请注意。 25200,这是汽车级 浪涌钳制 USB 电源开关。 我要说它不会解决 典型的 ISO7637 规范。 但是,如果您有任何 种类的信息娱乐器件 或 USB 器件,并且 存在瞬态可能 遇到的问题, 从而损坏额定 五伏的器件, 该部件将传导 高达 2.8 安的电流。 它具有可编程 电流限制。 它会将浪涌钳制在 最高 20 伏,最低 5.4 伏。 它最初是为 MFi 应用制造的。 要获得 MFi 认证, 您必须能够承受, 并且不会为 USB 端口 提供高于 5.4 伏的电压, 即使高侧 FET、 降压控制器 发生故障,通常对端口施加 12 至 15 伏的电压,也是如此。 这将保护下游负载 免受这种影响。 我们还有 TPS1H100。 这是更复杂的器件。 它的电压范围 为 3.5 伏至 40 伏, 因此它有很好的 宽汽车范围, 即使存在低冷启动 压降规范也是如此。 它有大量的 状态指示器。 有诊断、电流 传感、状态输出。 我们可以使用 接地的电阻器 对电流限制进行编程。 这将提供 负载开关、 过流和过压保护。 但它不提供 反向电流保护。 这需要第二个 FET。 现在我们有一个 正在开发的部件。 这是 74700-Q1。 这是始终开启的 智能二极管控制器。 那么,这里对其进行了 显示,具有单个 FET。 它将能够 驱动两个 FET。
现在,我们将讨论 TI 汽车传导瞬态保护
解决方案。
就分类方法而言, 我们可以将它们
分为集成 FET 和控制器。
那么对于集成 FET 而言,FET 是内置的。
如果 FET 不是内置的, 我们将其称为控制器。
除了将其分划分为 集成 FET 和非集成 FET 之外,
我们还有两种 通用解决方案。
我们有正瞬态 和反向电流保护。
您可以将其想视为具有 设置为类似二极管的 FET。
因此我们可以通过 体二极管进行传导。
然后,我们针对它 具有某种控制。
因此我们 可以针对
反极性或反向 瞬态进行保护。
将这个视为 一个二极管。
如果我们需要执行 浪涌控制或过流保护,
或浪涌抑制,或负载 开关,那么就需要 FET,
但具有不同的方向。
我们实际上可以阻止 流入负载的电流。
这是二极管 无法执行的功能,
它无法阻止 正向电流,
只能阻止反向电流。
但是,如果我们需要 这些其他保护功能,
那么我们需要 有第二个 FET。
您可能会对自己说, 这是否意味着要拥有
全面的保护, 我需要背靠背 FET?
我要告诉您,是的,就是这样。
在过压 保护方案中,
有一种技术, TI 有大量的
产品体现了 该技术,它
称为使用宽 VN 直流到直流转换器。
如果我们具有能够接受 40 至 50 伏输入的直流到直流转换器,
现在,对于 12 伏负载, 我们不必具有向下
钳制到 14 或 15 伏的 瞬态解决方案。
我们只需要 钳制到 40 伏以下。
这意味着我们可以钳制在 14 和 40 伏之间的任何值。
我们的负载可以处理它。
这意味着我们可以 使用成本更低的 TVS,
因为它不必吸收 如此多的能量,
并且它可以是 大得多的容差。
TI 外部 FET 保护 解决方案现在可用。
我们可以通过 LM5050-1-Q1 开始。
这是一个 ORing 控制器,简言之,
它用于使 FET 像二极管一样工作。
说起来容易,做起来难。
该器件所做的是, 设法将二极管上的
电压调节至 几十毫伏,
这样我们就可以在 VN 大于输出电压时打开 FET。
当电流开始 降低,或许
甚至尝试 反向时,
我们将检测到 该情况,并关闭 FET。
这时的工作电压 是 5 伏至 75 伏。
实际上,我认为 它是 5.5 至 75 伏。
我们在这里显示了它,其中 一个二极管与接地引脚进行串联。
这允许我们 能够承受
负瞬态并 提供反向
电流保护。
承受负瞬态的 功能由该二极管的
实际额定值 进行决定。
由于该二极管 仅需要处理
十分之几毫安, 因此它是可提供
200 伏反向保护的 低成本解决方案。
第二种像二极管一样 工作的解决方案是 LM74610-Q1。
我们将其称为智能二极管。
该解决方案真正 独特的特性是
不存在 IQ。
没有接地引脚。
它是五引脚器件, 它面向源极侧,
FET 的漏极侧。
它具有用于打开 FET 的栅极引脚。
此外,还有用于存储 电荷泵的输出的
外部电容器。
它工作的方式是, 它将根据二极管上的
电压降运行 一个电荷泵。
因此,当 VN,蓄电池 电压大于负载电压时,
电流会流过 体二极管。
74610 会 检测到该电压。
74610 使用 该电压运行
电荷泵,以便为该 外部电容器充电。
当电压达到 8 或 10 伏时,
它将通过栅极引脚 向 FET 施加该电压。
这将打开 FET。
我们不会有任何损耗, 电流现在会流过 FET。
它不再必须 流过体二极管。
该电容器 最终将消耗。
它消耗的速度 将在很大程度上
由 FET 的泄漏 电流进行决定。
当它下降至 五或六伏时,
FET 将关闭。
电荷泵会再次运行, 并且它会重复该循环。
没有接地引脚意味着 它可以承受 -- 如果它是
打开的,它可以承受 2,000、 3,000、5,000 伏瞬态,
因为它不会看到 其中的任何电压。
在相反的方向, 它被限制为 45 伏。
因此,如果特定的 应用需要高于 45 伏的
反向瞬态 保护,您可能
必须考虑 其他解决方案。
但当今的 许多应用
不需要高于 45 伏的 反向电压保护。
第三种解决方案,LM5060-Q1。
前两种 解决方案
尝试提供类似于 二极管的保护,
而 LM5060 用作 过压控制器、
浪涌控制器、 负载开关
和过流 保护器件。
在该特定的 应用中,我们
将使用背靠背 FET 和一个与棕色
引脚串联的二极管来展示它。
添加这两个 组件之后,
如果存在 反结合
保护或施加了 反向电压,该
二极管现在 将会反向偏压。
这意味着没有 电能进入 5060。
因此,它将关闭, 将栅极拉至地面,
从而关闭 这两个 FET,
阻止反向 电流流动。
我们刚才 看过的三个
器件的参数值。
我不打算在这上面 花太多的时间。
我们可以看到, 5050 和 5060
具有电压运行 限制,而 74610
没有正向限制,没有最大绝对值。
5050 和 5060 具有 反向电压保护,
可调,由外部小信号 二极管进行设置。
74610 额定电压 为负 45 伏。
在低 IQ 竞争中,
74610 获胜,它以 零 IQ 传递下去。
没有接地引脚意味着没有 IQ。
5050 具有相对 良好或糟糕的
420 微安的标称电流, 具体取决于您如何
看待它。
我们对一些客户 使用了一种应用,
其中我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。
如果它们提供 待机信号,
那么该待机信号 可用于关闭 BJT
并将接地电流 降低至零。
这里是针对 LM5050-1Q1 的 单页幻灯片。
这是一个 1 至 75 伏 ORing 控制器。
要在 5.5 伏以下 运行它,我们
需要为 VS 引脚提供 五点五伏以上的
偏置电压
否则,在该电压, 该偏置电压之下,
它可能会低至约 0 伏。
它具有 100 伏 浪涌能力。
它将驱动 一个外部 FET。
任何电流限制实际上 都是 FET 的函数,而不是
5050 的函数。
在发生反向 电压时,这
意味着输入 已崩溃,
有一个非常快的两安 下拉电流将栅极拉低,
低至输出引脚 电压快速将其
关闭,从而 阻止反向电流。
接下来,我们 具有 74610-Q1。
这个,它是一个五 端子器件,没有 IQ。
它可以用在 模块的输入处,
以阻止反向 电流,并针对
反结合或反向 电池连接提供保护。
但对于浪涌 和过流保护,
我们有两种器件, 即 LM5060-Q1 和
LM9061-Q1。
9061 和 5060 具有许多 非常相似的功能。
但它们用于 不同的应用。
它们都将执行 负载开关。
5060 用作 保护开关。
因此,如果发生过载 或检测到故障,它将
很快关闭。
9061 用作 电机控制器。
因此它趋向于 缓慢打开和关闭,
以帮助阻止 可能非常
有问题的 DIDT 传输。
现在,如果我们尝试 最大限度地减小 DIDT,
那么缓慢打开和 关闭是非常有利的。
但如果我们 遇到故障情况,
并且我们需要关闭, 那么,通常而言,
我们需要很快地 关闭 FET,从而
最大限度地减小 在故障期间流入
负载的电流, 并保护 FET。
因为如果我们 在 FET 过载时
缓慢地关闭它, 那么很可能会
超出 FET SOA, FET 可能会损坏。
这两个器件的额定值 都基于良好的汽车范围。
它们都可以使用 外部二极管
来设置反向 最大电压,
或最大反向电压。
5060 的工作电流 大约为 1.4 安。
9061 有点高, 为 40 毫安。
有些应用可能不在乎, 有的应用可能在乎。
5060 的待机 电流为九微安。
9061 为五毫安。
如果在发生 故障时尝试
关闭,则下拉 电流非常重要,
5060 将在 80 毫安时下拉,
以尽快关闭 栅极,9061 将在
大约 75 微安时下拉, 这可能会更加缓慢地
关闭栅极。
但是,正如我们说过的, 在电机等电感负载的
情况下,缓慢地关闭 电机可能是有利的,
这可以降低 DIDT。
那么,快速地 看看 LM5060-Q1。
它的电压范围为 1 伏至 65 伏。
您可能需要一个 偏置电压,以便
在 5.5 伏以下运行。
大多数汽车应用 不需要在 5.5 伏以下
运行,但某些 冷启动操作
需要在该电压 以下运行。
我们可以在栅极上使用 RC 来控制输出上升时间。
我们有用于保持 运行的过压和欠压
阈值 -- 明确 定义的电压
运行窗口。
使用传感电阻器的 可编程故障电流,
但我们不必使用 昂贵的功率电阻器
来检测电流。
我们使用 MOSFET 上的 电压来实现该目的。
这将在过压关闭之后 立即重新启动。
因此,如果我们 具有正瞬态,
那么它将重新 启动,而不需要
控制器发出的 信号告知它打开。
因为有电源 正常输出,
所以我们可以 使用它将下游
负载按顺序排好, 说电源正常,继续打开。
为不同客户 和不同应用
开发了 大量的
解决方案。
这些最终将转化为 TI 参考设计。
因此我们有反向 电池和电流阻断。
我们拥有第二个 NFET。
我们有一个与接地 引脚串联的二极管。
因此,如果 VN 反向, 那么与接地引脚
串联的二极管将阻断 任何将流向 5060 的电流。
当该电流 被阻断时,
这意味着器件 未加电,意味着
器件将栅极引脚 拉向接地引脚。
现在接地将通过这两个 电阻器连接到 VN。
在反结合过程中, VN 是最低的 [听不清]。
因此,基本而言, 我们将关闭栅极。
这两个 FET 都将关闭。
会在两个方向 阻断电流。
如果我们不想 在发生浪涌时
使用过压并关闭, 而是要钳制该浪涌,
那么可以使用 另一种解决方案。
我们可以放置一个 小型齐纳二极管,
从栅极引脚连接到接地, 而不是使用 OV 引脚。
它的功能 有点像 TVS。
它所做的是钳制流出 栅极引脚的电流,
该电流通常 是 20 微安,
可能是 30 微安,而不是
必须吸收 浪涌的所有能量。
因此,当输入电压在浪涌 过程中升高时,输出
电压会随之升高。
栅极引脚尝试 保持在高于输出
10 或 15 伏。
随着栅极引脚上升 到高于输出电压,
它最终将 达到齐纳电压,
然后停止上升。
栅极将被钳制。
这将导致输出 被钳制在该齐纳
电压减去该 FET 的阈值电压。
简单的小解决方案。
它工作得非常好。
这意味着您可以 抵御所有浪涌,
为您的负载供电。
但是,如果您要 使用该解决方案,
请小心,确保 浪涌不会超出
该 FET 的 SOA。
我们需要确保 FET 上的电压
乘以流过 FET 的 电流加上浪涌
存在的时间 不超过 SOA 曲线。
因此,如果冷启动压降 保持,我们可能具有
偏置电压或 VN 的电源电压。
如果有外部电源 电压,您可以使用它。
或者在这里放置一个带二极管、 肖特基二极管的电容器。
因此,当输入因 冷启动下降时,
该电容器上仍有 足够的电荷,使 5060
保持通电状态。
如果我们必须 具有零待机 IQ,
并且有可用的 待机信号,
那么我们可以将一个 BJT 与一个接地引脚进行串联。
可以将其用于 打开和关闭 5060。
应该知道在何处参考 该待机信号,这一点
很重要。
如果它以该 接地为基准,
那么我们按此处所示 配置二极管和 BJT。
如果备用信号 以 VN 为基准,
那么我们需要把二极管放在 这里,位于在该 BJT 的下面。
那么 LM9061,最初 设计为电机或
电感负载驱动器。
因此,在许多应用中, 在车身和传动系统中。
它具有其电荷泵, 因此我们将使用
外部 NFET,而不使用 更昂贵并且通常
损耗更高的 PFET。
因此我们将使用 NFET。
我们有一个电荷泵。
我们甚至在这里 有一个延迟计时器,
因此您可以为您的 故障设置延迟。
具有集成保护, 因为我们可以
设置我们的电流 传感和电流限制。
它将逐渐关闭。
因此,如果有 大量的栅极电容,
或者如果我们需要缓慢地 关闭我们的电感负载,
它有 110 毫伏 电流同步,
这将平缓地 关闭它,
以帮助阻止 可能由快速
关闭导致的高 DIDT。
现在,我们 介绍集成
FET 传导瞬态保护 解决方案概述。
应该很有趣。
请注意。
25200,这是汽车级 浪涌钳制 USB
电源开关。
我要说它不会解决 典型的 ISO7637 规范。
但是,如果您有任何 种类的信息娱乐器件
或 USB 器件,并且 存在瞬态可能
遇到的问题, 从而损坏额定
五伏的器件, 该部件将传导
高达 2.8 安的电流。
它具有可编程 电流限制。
它会将浪涌钳制在 最高 20 伏,最低 5.4 伏。
它最初是为 MFi 应用制造的。
要获得 MFi 认证, 您必须能够承受,
并且不会为 USB 端口 提供高于 5.4 伏的电压,
即使高侧 FET、 降压控制器
发生故障,通常对端口施加 12 至 15 伏的电压,也是如此。
这将保护下游负载 免受这种影响。
我们还有 TPS1H100。
这是更复杂的器件。
它的电压范围 为 3.5 伏至 40 伏,
因此它有很好的 宽汽车范围,
即使存在低冷启动 压降规范也是如此。
它有大量的 状态指示器。
有诊断、电流 传感、状态输出。
我们可以使用 接地的电阻器
对电流限制进行编程。
这将提供 负载开关、
过流和过压保护。
但它不提供 反向电流保护。
这需要第二个 FET。
现在我们有一个 正在开发的部件。
这是 74700-Q1。
这是始终开启的 智能二极管控制器。
那么,这里对其进行了 显示,具有单个 FET。
它将能够 驱动两个 FET。
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视频简介
ISO7637 TI解决方案2016
所属课程:ISO 7637
发布时间:2019.03.11
视频集数:6
本节视频时长:00:20:42
“这段视频包括:
汽车瞬态标准结构,目的和目标
为什么许多不同的公司和机构标准都有相同的目标
各种测试波形的来源
在产品开发中要知道正确的问题
如何找到合适的TI解决方案和支持
能够识别瞬态解决方案的机会,以提供替代解决方案“
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