TPSI31P1-Q1 具有 17V 隔离式栅极驱动器和偏置电源的汽车级有源预充电控制器数据手册

TPSI31P1-Q1 设计用于汽车预充电系统，作为传统无源预充电架构的替代方案，传统无源预充电架构通常包括昂贵的机电继电器 （EMR） 以及笨重的高功率电阻器。TPSI31P1-Q1 与外部电源开关、功率电感器和二极管相结合，形成有源预充电解决方案。电感电流由 TPSI31P1-Q1 以迟滞工作模式连续监测和控制，以线性充电下游系统的大电容。TPSI31P1-Q1 是一种隔离式开关驱动器，可从其初级侧接收的电源产生自己的次级偏置电源，因此不需要隔离式次级电源。凭借 17V 的栅极驱动电压、1.5A 和 2.5A 的峰值拉电流和灌电流，可以使用大量可用的电源开关，包括 SiC FET 和 IGBT。
*附件：tpsi31p1-q1.pdf

TPSI31P1-Q1 集成了一个通信反向通道，该通道通过开漏输出 PGOOD（电源正常）将状态信息从次级侧传输到初级侧，并指示次级电源何时有效。

TPSI31P1-Q1 增强型隔离非常坚固，与光耦合器相比，具有更高的可靠性、更低的功耗和更大的温度范围。用固态解决方案取代 EMR 和功率电阻器可以降低成本和外形尺寸，同时提供更高的可靠性。

特性

• 使用开关转换器架构取代大型高功率预充电电阻器
• 与被动预充电解决方案相比，热性能得到改善
• 用于下游电容线性充电的磁滞电流控制
• 驱动外部功率晶体管，如 Si、SiC MOSFET 或 IGBT
• 集成隔离式次级电源，用于栅极偏置
• 17V 栅极驱动，1.5A 和 2.5A 峰值拉电流和吸收电流
• 符合 AEC Q-100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 安全相关认证
  • 计划：符合 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 标准的 7070VPK 增强型隔离
  • 计划：5kVRMS 隔离，持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准

参数

方框图

1. 概述

TPSI31P1-Q1是一款适用于汽车预充电系统的有源预充电控制器，集成了17V隔离栅极驱动器和偏置电源。它旨在替代传统被动预充电架构中的大型高功率电阻和机电继电器（EMR），提供更高的可靠性和更小的体积。

2. 主要特性

• ‌有源预充电解决方案‌：结合外部功率开关、功率电感和二极管，形成有源预充电系统。
• ‌隔离栅极驱动器‌：提供17V栅极驱动电压，具有1.5A和2.5A的峰值源和漏电流，支持多种功率开关（如SiC MOSFET和IGBT）。
• ‌集成隔离二次侧偏置电源‌：无需外部隔离二次侧偏置电源。
• ‌通信回传通道‌：通过开漏输出PGOOD传输二次侧状态信息到一次侧。
• ‌功能安全‌：支持功能安全系统设计，计划获得相关安全认证。
• ‌高可靠性隔离‌：计划获得7070V PK强化隔离认证（符合DIN EN IEC 60747-17）和5kV RMS隔离认证（符合UL 1577）。

3. 应用

• ‌电池管理系统‌：用于电动汽车或混合动力汽车的电池预充电过程。

4. 功能描述

• ‌预充电控制‌：通过监测电感电流，以滞回模式控制外部功率开关，线性充电下游系统的大电容。
• ‌传输使能状态‌：使用调制方案将预充电使能（EN）状态信息跨隔离屏障传输。
• ‌电源传输‌：通过隔离变压器将一次侧输入功率传输到二次侧，无需二次侧隔离偏置电源。
• ‌比较器‌：集成两个隔离比较器，用于监测IS+引脚电压，控制VDRV输出状态。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：对VDDP、VDDH和VDDM进行UVLO保护，确保电源稳定。
• ‌保持关闭电路‌：在二次侧电源不可用时，防止外部功率开关导通。
• ‌热关断‌：集成温度传感器，在温度过高时自动禁用电源传输和驱动器。

5. 封装与订购信息

• ‌封装‌：采用16引脚SSOP（DVX）封装，尺寸为5.85mm × 10.3mm。
• ‌订购信息‌：详见数据手册的“Mechanical, Packaging, and Orderable Information”部分。

6. 文档与支持

• 提供详细的数据手册，包括引脚配置、功能描述、应用信息和布局指南。
• TI E2E™支持论坛提供快速的设计帮助和验证答案。

TPSI31P1-Q1是一款高性能的有源预充电控制器，通过集成隔离栅极驱动器和偏置电源，简化了汽车预充电系统的设计，提高了系统的可靠性和效率。