TPS2HCS10-Q1 具有 I²T 线保护、低 IQ 模式和 SPI 的汽车双通道 10mΩ 智能高侧开关数据手册

TPS2HCS10-Q1 器件是一款双通道智能高侧开关，通过串行外设接口 （SPI） 进行控制。该器件集成了强大的保护功能，以确保输出线和负载免受短路或过载情况的影响。该器件具有过流保护功能，可通过 SPI 在两个阈值范围内进行配置。这允许足够的灵活性来支持需要大浪涌电流的负载，同时提供更好的保护。此外，该器件还集成了一个可编程保险丝曲线（电流与时间的关系），可在持续过载条件下关闭开关，从而减少 MCU 的开销。这两项功能共同允许针对任何负载曲线优化线束，并提供全面保护。
*附件：tps2hcs10-q1.pdf

该器件支持配电开关应用中 ECU 负载的 SPI 可配置电容充电模式。该器件还包括一个低静态电流导通状态，可提供高达 800 mA 的峰值电流，同时消耗约 10 μA 的电流。

TPS2HCS10-Q1 器件还通过 SPI 提供高精度数字电流感应，从而改进负载诊断。通过向系统 MCU 报告负载电流和通道输出电压以及输出 FET 温度，该器件可以诊断开关和负载故障。

TPS2HCS10-Q1 采用 HTSSOP 封装，可减少 PCB 占用空间。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 温度等级 1：–40°C 至 125°C
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C5
  • 可承受 35V 负载突降
• 符合功能安全标准的开发
  • 产品发布时将提供有关安全机制的文档，以帮助 ISO 26262 系统设计达到 ASIL-B
• 双通道 SPI 控制的智能高侧开关，在 25°C FET 时具有典型的 11mΩ 导通电阻
• 集成线束保护，无需 MCU 参与和 SPI 可编程熔断曲线
  • 防止持续过载情况
• 通过 SPI 可编程可调过流保护提高系统级可靠性
  • 过流保护阈值：10 至 70 A
• SPI 可配置电容充电模式，可驱动各种电容输入 ECU 负载电流需求。
• 低静态电流、低功耗导通状态，为常亮负载供电，并通过向 MCU 发出唤醒信号自动增加负载唤醒电流
• 强大的集成输出保护：
  • 集成热保护
  • 防止对地短路
  • 防止电池反接事件，包括使用反向电源电压自动接通 FET
  • 电池和接地丢失时自动关闭
  • 集成输出钳位，用于对感性负载进行消磁
• 通过 SPI 的数字感应输出可以配置为测量：
  • 通过集成 ADC 精确加载电流
  • 输出或电源电压、FET 温度
• 通过 SPI 接口提供完整的故障诊断，并通过 FLT 引脚提供指示
  • 检测开路负载和电池短路

参数

方框图

1. 产品概述

TPS2HCS10-Q1是一款专为汽车电子设计的双通道高侧开关，支持SPI控制，具备低静态电流开启模式及集成I²t过流保护。该产品符合AEC-Q100标准，适用于汽车区域ECU、电源分配模块及车身控制模块等应用。

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：满足汽车电子应用标准。
• ‌双通道高侧开关‌：支持独立控制两个通道。
• ‌SPI控制‌：通过SPI接口实现灵活配置和监控。
• ‌低静态电流‌：开启模式下低静态电流，有助于降低系统功耗。
• ‌集成I²t过流保护‌：提供可编程的熔丝特性保护，防止持续过载。
• ‌多种保护功能‌：包括过温保护、反向电池保护、对地短路保护等。
• ‌数字电流感测‌：通过SPI接口读取负载电流、输出电压及FET温度。
• ‌电容性充电模式‌：支持ECU负载的电容性充电需求。

3. 应用领域

• ‌汽车区域ECU‌
• ‌电源分配模块‌
• ‌车身控制模块‌

4. 电气规格

• ‌工作温度范围‌：-40°C至125°C
• ‌输入电压范围‌：6V至18V
• ‌最大连续电流‌：每通道可达70A（过流保护阈值可调）
• ‌静态电流‌：低功耗模式下典型值为10μA

5. 功能特性

• ‌SPI可编程性‌：支持过流保护阈值、电容性充电模式等参数的SPI配置。
• ‌低静态电流模式‌：在负载电流需求较低时自动进入低功耗模式。
• ‌自动唤醒功能‌：当负载电流增加至设定阈值时自动唤醒。
• ‌故障诊断‌：通过SPI接口报告多种故障状态，包括过流、过温、对地短路等。
• ‌反向电池保护‌：在反向电池条件下自动启用FET，防止反向电流。

6. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：HTSSOP（16引脚），尺寸为5.0mm × 6.40mm

7. 应用设计考虑

• ‌电源设计‌：需为设备提供稳定的电池输入电压（VBB）和低电压供电输入（VDD）。
• ‌SPI接口设计‌：确保SPI通信的稳定性和可靠性，避免通信错误。
• ‌布局与布线‌：遵循推荐的布局指南，减少寄生电感和电容的影响。
• ‌故障处理‌：根据应用需求配置故障掩码和报警阈值，确保系统的可靠性和安全性。