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ZHCSQQ2 December 2024 TPS4813-Q1

PRODUCTION DATA

封裝選項

機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

DGX|19
- MPSS147

散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

訂購信息

zhcsqq2_oa

8.3.2 外部元件選型

通過執(zhí)行節(jié) 8.2.2中所述的類似設計過程，外部元件值計算如下：

C_BST = 220nF
R_ISCP = 48.1kΩ，用于將 100A 設置為短路保護閾值
C_TMR = 1.5nF，用于將短路保護延遲設置為 20μs
分別選擇 470kΩ 和 24.9kΩ 作為 R4 和 R5，以便將 VIN 欠壓鎖定閾值設置為 24V

對浪涌電流進行編程 – R₃ 和 C_DVDT 選型

請使用以下公式來計算 I_INRUSH：

方程式 22.

I_{I N R U S H} = C_{O U T} \times \frac{V_{B A T T_M A X}}{T_{c h a r g e}}

使用以下公式，可根據(jù)方程式 23 中計算出的 I_INRUSH 計算所需的 C_g。

方程式 23.

C_{g} = \frac{C_{L O A D} \times I_{(G)}}{I_{I N R U S H}}

其中，

I_(G) 為 165μA（典型值）。

若要將 I_INRUSH 設置為 1.65A，則 C_g 值計算結(jié)果為約 22nF。

串聯(lián)電阻 R_g 必須與 C_g 一起用于限制關(guān)斷期間來自 C_g 的放電電流。選擇的 R₃ 值為 100Ω，C_g 為 22nF。

對負載喚醒閾值進行編程 – R_BYPASS 和 Q₃ 選型

在正常運行期間，電阻 R_BYPASS 與旁路 FET R_DSON 一起用于設置負載喚醒電流閾值。

選擇 MOSFET Q₃ 時，重要的電氣參數(shù)包括最大持續(xù)漏極電流 I_D、最大漏源電壓 V_DS(MAX)、最大柵源電壓 V_GS(MAX) 以及漏源導通電阻 R_DSON。

根據(jù)設計要求，選擇的是 IAUS200N08S5N023，其電壓等級為：

80V V_DS(MAX) 和 ±20V V_GS(MAX)
當 V_GS 為 10V 時，R_DS(ON) 的典型值為 2.7mΩ
MOSFET Q_g(total) 的典型值為 85nC
MOSFET V_GS(th) 的最小值為 2.2V
MOSFET C_ISS 的典型值為 5900pF

與負載喚醒閾值相同的短路閾值電壓 V_(SCP/LWU) 的建議范圍為 20mV 至 500mV。接近下限閾值 20mV 的值可能會受到系統(tǒng)噪聲的影響。接近上限閾值 500mV 的值將導致較高的短路電流閾值。為了最大限度減少這兩個問題，選擇 50mV 作為短路閾值電壓或負載喚醒閾值電壓。

V_(SCP/LWU) 值也可以根據(jù)所選的 R_ISCP 電阻通過以下公式進行計算：

方程式 24.

V_{(S C P / L W U)} (m V) = 2 μ A \times R_{I S C P} + 19 m V

可以使用以下公式選擇 R_BYPASS 電阻值：

方程式 25.

R_{B Y P A S S} = \frac{V_{(S C P / L W U)}}{I_{L W U}} - R_{D S O N_B Y P A S S}

要將負載喚醒閾值設置為 50mA，R_BYPASS 的計算值應為大約 2.3Ω。

可通過以下公式計算旁路電阻器的平均額定功率：

方程式 26.

P_{A V G} = {I_{L W U}}^{2} \times R_{B Y P A S S}

計算得出的 R_BYPASS 平均功率耗散大約為 5.75mW。

以下公式可計算旁路電阻器中的峰值功率耗散：

方程式 27.

P_{P E A K} = \frac{{V_{BATT_MAX}}^{2}}{R_{B Y P A S S}}

R_BYPASS 的峰值功率耗散計算結(jié)果為約 1565W。

在 LPM 短路的情況下，上電的峰值功率耗散時間可根據(jù)以下公式計算得出：

方程式 28.

T_{P U L S E} = C_{I S S} \times \frac{(V_{(G 2_G O O D)} - V_{G S (t h)})}{I_{(G 2)}} + 10 μ s

其中，

V_{(G2_GOOD)} 是內(nèi)部閾值，值為 7V（典型值）。

I_(G2) 為 165μA（典型值）。

V_GS(th) 是柵源電壓，C_ISS 是所選旁路 FET 的有效輸入電容。

根據(jù)方程式 28 計算出的 T_PULSE 值大約為 182μs。

為了在超過方程式 28 中計算得出的 T_PULSE 時間內(nèi)支持平均功率耗散和峰值功率耗散，需要使用兩個 4.7Ω、1.5W、1% CRCW25124R70FKEGHP 電阻器。

TI 建議設計人員與電阻制造商分享旁路電阻器的整個功率耗散曲線并獲取他們的建議。

可根據(jù)以下公式計算旁路路徑中的峰值短路電流：

方程式 29.

I_{P E A K_B Y P A S S} = \frac{V_{I N_M A X}}{R_{B Y P A S S}}

根據(jù)方程式 25 中選擇的 R_BYPASS，計算出 I_{PEAK_BYPASS} 的值為 26A。

TI 建議設計人員確保旁路路徑 (Q₃) 的工作點（V_{BATT_MAX}、I_{PEAK_BYPASS}）處于 SOA 曲線內(nèi)的時間超過方程式 28 中計算的 T_PULSE。