TPS4812-Q1 汽车级 100V 低 IQ 高侧驱动器，具有双向电流监控、I2t 和诊断功能数据手册

TPS4812-Q1 是具有保护和诊断功能的低 IQ 智能高侧驱动器系列。该器件具有 3.5V 至 95V、100V 绝对最大值的宽工作电压范围，适用于 12V、24V 和 48V 汽车系统设计。

它有两个集成栅极驱动器，具有 0.5A 拉电流和 2A 灌电流 （GATE） 以及 100μA 拉电流和 0.39A 灌电流 （G）。当 LPM 为低电平时，低功耗路径保持导通，主 FET 以 20μA（典型值）的 IQ 关闭。使用放置在 DRN 和 CS2 上的 RBYPASS 电阻器调整自动加载唤醒阈值–。当 EN/UVLO 为低电平时，IQ 降至 1μA （典型值）。
*附件：tps4812-q1.pdf

该器件具有精确的双向电流感应 （±2%） 输出 （IMON， I_DIR），具有基于基于 I2t 的可调过流和短路保护，使用外部 RSNS 电阻器和 FLT 指示。可以配置自动重试和闭锁故障行为。该器件还具有基于 NTC 的温度传感 （TMP） 和监控输出 （ITMPO） 输出，用于外部 FET 的过热检测。

TPS4812-Q1 采用 23 引脚 VQFN 封装。

特性

• AEC-Q100 汽车级 1 级温度认证
• 3.5V 至 95V 输入范围 （绝对最大值 100V）
• 低至 –65V 的反向输入和输出保护
• 集成 12V 电荷泵
• 低功耗模式下的低 IQ = 20μA（LPM = 低）
• 1μA 低关断电流 （EN/UVLO = 低）
• 双栅极驱动：GATE：0.5A src/2A sink G：100μA src/0.39A sink
• 精确的 I2t 过流保护 （IOC），带可调断路器定时器 （I2t）
• 准确、快速 （5μs） 的短路保护
• 使用可调负载唤醒阈值或带 WAKE 指示的 LPM 触发器，从低功耗模式快速转换 （5μs） 到活动模式
• 精确的模拟双向电流监控器输出（IMON、I_DIR）：30mV VSNS 时为 ±2%
• 基于 NTC 的过热传感 （TMP） 和监控输出 （ITMPO）
• 短路故障、I2t、电荷泵 UVLO、过热期间的故障指示 （FLT）
• TPS48120-Q1（启用 I2t），TPS48121-Q1（禁用 I2t）
• 精确 （±2%） 和可调欠压锁定 （UVLO）

参数

方框图

1. 概述

TPS4812-Q1 是一款针对汽车应用设计的低IQ智能高压侧开关控制器，具有双向电流监测、低功耗模式、负载唤醒、I²t保护和诊断功能。它适用于12V、24V和48V汽车系统，具有宽输入电压范围（3.5V至95V，绝对最大值为100V）和反向输入/输出保护（低至-65V）。

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：符合汽车级标准。
• ‌宽输入电压范围‌：3.5V至95V，绝对最大值为100V。
• ‌反向保护‌：输入和输出反向极性保护。
• ‌集成12V电荷泵‌：用于驱动外部栅极。
• ‌低功耗模式‌：IQ低至20µA（典型值），关断电流低至1µA。
• ‌双栅极驱动‌：GATE驱动（0.5A源/2A沉），G驱动（100µA源/0.39A沉）。
• ‌过流保护‌：准确的I²t过流保护和可调整的电路断路器计时器。
• ‌短路保护‌：快速（5µs）短路保护。
• ‌负载唤醒‌：从低功耗模式到活动模式的快速转换（5µs），具有可调整的负载唤醒阈值。
• ‌双向电流监测‌：±2%精度的IMON输出。
• ‌温度监测‌：基于NTC的过温检测和监控输出。
• ‌故障诊断‌：短路故障、I²t故障、电荷泵UVLO、过温等故障指示。

3. 应用

• ‌电源分配盒‌
• ‌车身控制模块‌
• ‌DC/DC转换器‌
• ‌电池管理系统‌

4. 功能描述

4.1 电荷泵和栅极驱动输出

• 集成了一个强大的电荷泵，用于为外部栅极电容充电。
• GATE驱动支持并联FET，确保高功率系统设计中的最小转换时间。

4.2 电容性负载驱动

• 通过控制栅极驱动器的开关速率来限制涌入电流，从而保护功率FET。

4.3 过流和短路保护

• ‌I²t过流保护‌：通过外部电流感应电阻和CI2t电容器实现可配置的过流保护。
• ‌短路保护‌：具有固定的快速响应时间（最大5µs），通过外部电阻RISCP设置短路电流阈值。

4.4 模拟电流监测输出（IMON）

• 提供双向电流监测，输出与通过外部电流感应电阻的电流成正比。

4.5 NTC基温度监测和模拟监控输出（ITMPO）

• 集成温度监测放大器，用于外部FET的过温检测。

4.6 故障指示和诊断（FLT）

• 在短路、I²t过流、电荷泵UVLO或外部FET过温等情况下，FLT引脚将拉低。

4.7 反向极性保护

• 设备在输入和输出反向极性故障期间受保护。

4.8 欠压保护（UVLO）

• 使用EN/UVLO引脚实现准确的欠压保护。

5. 封装与订购信息

• TPS4812-Q1提供23引脚VQFN封装。
• 有两种型号可供选择：TPS48120-Q1（I²t功能启用）和TPS48121-Q1（I²t功能禁用）。

6. 文档与支持

• 提供详细的数据手册和应用指南。
• TI E2E™支持论坛提供快速的设计帮助和验证答案。

TPS4812-Q1是一款功能丰富、适用于汽车应用的智能高压侧开关控制器，具有出色的保护特性和诊断功能，适用于各种汽车电源管理系统。