TPS2048和TPS2058四路电源分配开关适用于可能存在重容性负载和短路的应用场景。这些器件在单个封装中集成了四个135 mΩ的N沟道MOSFET高端电源开关,适用于需要多个电源开关的电源分配系统。每个开关由一个与5 V和3 V逻辑兼容的逻辑使能端控制。栅极驱动由内部电荷泵提供,该电荷泵控制电源开关的上升时间和下降时间,以最大限度减少开关过程中的电流浪涌。电荷泵无需外部元件,可在低至2.7 V的电源下工作。
当输出负载超过电流限制阈值或出现短路时,TPS2048和TPS2058通过切换到恒流模式将输出电流限制在安全水平,并将过流(OCx)逻辑输出拉低。当持续的重过载和短路增加了开关的功耗,导致结温升高时,热保护电路会在过流时关闭开关,以防止损坏。一旦器件充分冷却,热关断状态会自动恢复。内部电路确保在有有效输入电压之前开关保持关闭状态。
TPS2048和TPS2058设计为在0.44 A负载下进行限流。这些电源分配开关采用16引脚小外形集成电路(SOIC)封装,工作环境温度范围为 -40℃至85℃。
电源开关是一个N沟道MOSFET,最大导通电阻为135 mΩ(VI(INx)=5 V)。作为高端开关配置,当禁用时,电源开关可防止电流从OUTx流向INx以及从INx流向OUTx。每个开关至少可提供250 mA的电流。
内部电荷泵为驱动电路供电,并提供必要的电压将MOSFET的栅极拉至源极之上。电荷泵可在低至2.7 V的输入电压下工作,且所需的电源电流非常小。
驱动器控制电源开关的栅极电压。为了限制大电流浪涌并减少相关的电磁干扰(EMI),驱动器集成了控制输出电压上升时间和下降时间的电路。上升和下降时间通常在2 ms至4 ms范围内。
当ENX(TPS2048)上为逻辑高电平或ENx(TPS2058)上为逻辑低电平时,逻辑使能端会禁用电源开关以及电荷泵、驱动器和其他电路的偏置,从而将电源电流降至20 μA以下。当ENx上为逻辑零输入或ENx上为逻辑高电平时,会恢复驱动和控制电路的偏置并开启电源。使能输入与TTL和CMOS逻辑电平兼容。
当遇到过流或过温情况时,OCx开漏输出会置位(低电平有效)。输出将保持置位状态,直到过流或过温情况消除。
检测FET监测提供给负载的电流。检测FET比传统电阻方法更有效地测量电流。当遇到过载或短路时,电流检测电路会向驱动器发送控制信号。驱动器进而降低栅极电压,将功率FET驱动到其饱和区,从而将输出切换到恒流模式,并在负载电压变化时保持电流恒定。
TPS2048和TPS2058采用双阈值热跳闸机制,使电源分配开关能够完全独立工作。在过流或短路情况下,结温会升高。当管芯温度升至约140℃时,内部热检测电路会检查确定哪个电源开关处于过流状态,并关闭该开关,从而在不中断相邻电源开关工作的情况下隔离故障。热检测具有迟滞特性,当器件冷却约20℃后,开关会重新开启。开关会持续循环开启和关闭,直到故障消除。当出现过温或过流情况时,(OCx)开漏输出会置位(低电平有效)。
电压检测电路监测输入电压。当输入电压低于约2 V时,控制信号会关闭电源开关。