TPS1214-Q1 具有低 Iq、低功耗、负载唤醒、I²t 和诊断功能的汽车级高侧开关控制器数据手册

TPS1214-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 73V 的宽工作电压范围和 74V 的绝对最大额定值，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 CS2+ 和 CS2– 上的 RBYPASS 电阻器调整自动负载唤醒阈值。当 EN/UVLO 为低电平时，IQ 降至 1μA （典型值）。
*附件：tps1214-q1.pdf

该器件具有精确的电流感应 （±2%） 输出 （IMON），具有基于基于 I2t 的可调过流和短路保护功能，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。

TPS1214-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 73V 输入范围 （绝对最大值 74V）
• 低至 –65V 的反向输入保护
  • TPS12141-Q1，反向 FET 导通 （–45V）
• 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 拉电流和 2A 灌电流 G：100μA 拉电流和 0.39A 灌电流
• 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
• 精确的模拟电流监控器输出 （IMON）：30mV VSNS 时为 ±2%
• 基于 NTC 的过热传感 （TMP） 和监控输出 （ITMPO）
• 短路故障期间的故障指示 （FLT）、I2t、电荷泵 UVLO
• TPS12142-Q1（RPP 关闭）、TPS12143-Q1（RPP 打开），禁用 I2t
• 精确且可调的欠压锁定 （UVLO）
• 短路比较器诊断 （SCP_TEST）

参数

方框图

1. 概述

TPS1214-Q1是一款低IQ（静态电流）智能高侧开关控制器，专为汽车系统设计，提供宽输入电压范围（3.5V至73V，绝对最大值为74V）以及多种保护和诊断功能。该控制器适用于12V、24V和48V汽车系统，具备反向输入保护、集成12V电荷泵、低功率模式、负载唤醒以及I²t和短路保护功能。

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：符合汽车级一级温度要求。
• ‌宽输入电压范围‌：3.5V至73V，绝对最大值为74V。
• ‌反向输入保护‌：TPS12140-Q1和TPS12142-Q1支持至-65V，TPS12141-Q1和TPS12143-Q1支持至-45V。
• ‌集成12V电荷泵‌：用于提供高侧栅极驱动电压。
• ‌低IQ模式‌：IQ=20μA（典型值），在LPM（低功率模式）下。
• ‌负载唤醒功能‌：通过外部电阻设置负载唤醒阈值。
• ‌I²t和短路保护‌：可配置的I²t过流保护，以及快速短路保护。
• ‌诊断和监控功能‌：包括过流、短路、温度监控和UVLO（欠压锁定）等。

3. 应用

• ‌汽车系统‌：适用于12V、24V和48V汽车电源管理。
• ‌高侧开关控制‌：用于需要精确控制和保护的开关应用。
• ‌电源分配单元‌：在汽车中控制和管理电源分配。

4. 功能模块

• ‌电荷泵和栅极驱动‌：提供强大的栅极驱动能力，支持高侧MOSFET的开关。
• ‌过流和短路保护‌：集成的I²t和短路保护功能，保护外部电路免受损坏。
• ‌模拟电流监控‌：提供准确的电流监控输出，用于系统能量管理。
• ‌温度监控‌：通过NTC热敏电阻监控温度，提供温度反馈。
• ‌故障诊断‌：SCP_TEST引脚用于内部短路保护功能的诊断。

5. 封装与订购信息

TPS1214-Q1提供23引脚VQFN封装，有多种型号可选，包括TPS12140-Q1、TPS12141-Q1、TPS12142-Q1和TPS12143-Q1，每种型号具有不同的功能和特性。

6. 典型应用电路

文档提供了多个典型应用电路，包括驱动PAAT（始终供电）负载的电路、具有自动负载唤醒和输出大电容充电的电路等。这些电路展示了如何配置TPS1214-Q1以满足不同的应用需求。

7. 设计指南

文档提供了详细的设计指南，包括电源推荐、布局建议、组件选择和电路设计考虑因素。这些指南有助于确保TPS1214-Q1在实际应用中的性能和可靠性。

8. 文档与支持

Texas Instruments提供了详细的数据手册、应用指南以及设计工具，帮助用户更好地理解和使用TPS1214-Q1。此外，TI还提供了E2E™支持论坛，供用户交流和获取设计帮助。