ZHCSQW6B November 2024 – March 2025 TPS54338 , TPS54438 , TPS54538
PRODUCTION DATA
TPS54x38 整合了峰值和谷值電感器電流限值,可為器件提供過載和短路保護(hù),并限制最大輸出電流。谷值電流限值可防止電感器電流在輸出短路期間失控,而峰值和谷值限值則協(xié)同工作,以限制轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流。另外還針對(duì)持續(xù)短路整合了斷續(xù)模式。
當(dāng)高側(cè)開關(guān)在設(shè)定的消隱時(shí)間 (tON_MIN) 后導(dǎo)通時(shí),便會(huì)檢測(cè)到高側(cè)開關(guān)電流,高側(cè)開關(guān)的峰值電流受峰值電流閾值 IHS_LIMIT 的限制。此外,還將對(duì)流經(jīng)低側(cè)開關(guān)的電流進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。當(dāng)?shù)蛡?cè)開關(guān)導(dǎo)通時(shí),電感電流開始下降。
當(dāng)器件過載時(shí),會(huì)達(dá)到一個(gè)電感器電流谷值在下一個(gè)時(shí)鐘周期之前無法達(dá)到低于 ILS_LIMIT 的點(diǎn),然后低側(cè)開關(guān)會(huì)保持導(dǎo)通,直到電感器電流上升到低于谷值電流閾值 ILS_LIMIT,然后低側(cè)開關(guān)會(huì)斷開,高側(cè)開關(guān)會(huì)在死區(qū)時(shí)間后導(dǎo)通。發(fā)生這種行為時(shí),谷值電流限值控制會(huì)跳過該周期,從而導(dǎo)致開關(guān)頻率下降。進(jìn)一步過載會(huì)導(dǎo)致開關(guān)頻率繼續(xù)下降,輸出電壓仍保持穩(wěn)定。隨著過載的增加,電感電流紋波和峰值電流都將增加,直至達(dá)到高側(cè)電流限值 IHS_LIMIT,。觸發(fā)此限值后,開關(guān)占空比會(huì)降低,輸出電壓會(huì)下降到超出穩(wěn)壓范圍。該行為表示轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流,根據(jù)方程式 12 得出近似值。當(dāng)器件更深入地進(jìn)入過載狀態(tài)時(shí),輸出電壓和開關(guān)頻率繼續(xù)下降,而輸出電流保持在大約 IOMAX。還有另一種情況,那就是如果電感器紋波電流較大,則可以在達(dá)到低側(cè)限值之前觸發(fā)高側(cè)電流限值。在本例中,方程式 13 給出了近似的最大輸出電流。
此外,如果嚴(yán)重過載或短路導(dǎo)致 FB 電壓降至 VUVP 閾值以下、VREF 的 65% 和觸發(fā)電流限制,并且此情況持續(xù)時(shí)間超過斷續(xù)導(dǎo)通時(shí)間(典型值為 256μs),則轉(zhuǎn)換器將進(jìn)入斷續(xù)模式。在該模式下,器件會(huì)在斷續(xù)關(guān)斷時(shí)間 (10.5 × tSS) 內(nèi)停止開關(guān),然后以軟啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)入正常重啟。如果過載或短路情況仍然存在,器件將在電流限制下運(yùn)行,然后再次關(guān)斷。只要過載或短路情況仍然存在,該循環(huán)就會(huì)重復(fù)。該運(yùn)行模式可在輸出持續(xù)過載或短路期間降低器件的溫升。輸出短路情況消除后,輸出電壓將恢復(fù)為正常的穩(wěn)壓值。
在 FCCM 下,電感器電流可以是負(fù)值。當(dāng)此電流超過低側(cè)負(fù)電流限值 ILS_NEG 時(shí),低側(cè)開關(guān)將斷開,高側(cè)開關(guān)將立即導(dǎo)通,用于保護(hù)低側(cè)開關(guān)免受過大的負(fù)電流。