TPS25948 具有双向功率传输的 3.5V 至 23V、12.2mΩ、8A 电子保险丝数据手册

TPS25948xx 系列电子保险丝是一款采用小型封装的高度集成的电路保护和电源管理解决方案。这些器件提供多种保护模式，使用很少的外部元件，是抵御过载、短路、电压浪涌和过大浪涌电流的可靠防御。通过集成的背靠背 FET，从输出到输入的反向电流始终被阻止，使这些器件非常适合功率多路复用器和 ORing 应用，以及在输入电源发生故障时需要负载侧能量滞留存储的系统。这些器件使用基于线性 ORing 的方案来确保几乎为零的 DC 反向电流，并以最小的正向压降和功率耗散模拟理想二极管行为。这些器件还提供外部引脚控制选项，以禁用反向电流阻塞，并允许在稳态下双向供电。
*附件：tps25948.pdf

输出转换速率和浪涌电流可使用单个外部电容器进行调节。如果输入超过可调过压阈值，则通过切断输出来保护负载免受输入过压情况的影响。这些器件通过主动限制电流来响应输出过载。输出电流限制阈值以及瞬态过流消隐定时器可由用户调节。电流限制控制引脚还用作模拟负载电流监视器。

这些器件采用 2.4mm × 1.7mm、12 球功率晶圆级封装 （PowerWCSP），可提高热性能并减少系统占用空间。

这些器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 +125°C。

特性

• 宽工作输入电压范围：3.5V 至 23V
  • 28V 绝对最大值
  • 可由 IN 或 OUT 供电
• 具有低导通电阻的集成背对背 FET：RON = 12.2mΩ（典型值）
• 具有真正反向电流阻断 （RCB） 的理想二极管作
  • 外部引脚控制 （RCBCTRL） 可禁用 RCB 并允许在稳态下双向供电，以支持 USB OTG 或 DRP作
• 快速过压保护
  • 可调过压锁定 （OVLO），响应时间为 1μs （典型值）
• 带负载电流监控输出 （ILM） 的过流保护
  • 有源电流限制响应
  • 可调阈值 （ILIM） 1A–9A
    • ±10% 精度（最大值）（ILIM > 3A
  • 可调瞬态消隐定时器 （ITIMER），以允许峰值电流> ILIM
  • 输出负载电流监控精度：±6% （典型值） （IOUT ≥ 3A）
• 用于短路保护的快速跳闸响应
  • < 1μs （典型值） 响应时间
  • 可调和固定阈值
• 具有高电平有效使能输入，具有可调欠压锁定阈值 （UVLO）
• 可调输出转换速率控制 （dVdt）
• 过热保护
• 数字输出：电源正常 （SPLYGD/SPLYGD） 和故障指示 （FLT）
• UL 2367 认证（计划）
• IEC 62368-1 CB 认证（计划）
• IEC 61000-4-5：28V 输入
• 小尺寸：PowerWCSP 2.4mm × 1.7mm，0.5mm 间距

参数

方框图

1. 产品概述

TPS25948是一款高度集成的eFuse电路保护和管理解决方案，适用于3.5V至23V的宽输入电压范围。它提供了多种保护功能，包括过压保护、过流保护、短路保护、反向电流阻挡等，适用于适配器、充电器输入保护、USB PD保护、服务器主板、企业存储以及电源MUXing和ORing等应用。

2. 关键特性

• ‌宽输入电压范围‌：3.5V至23V，绝对最大值为28V。
• ‌集成反向电流阻挡FETs‌：具有低导通电阻（RON = 12.2mΩ），理想二极管操作，真正的反向电流阻挡（RCB）。
• ‌快速过压保护‌：可调过压锁定（OVLO），响应时间为1μs。
• ‌过流保护‌：具有负载电流监控输出（ILM），可调过流阈值（ILIM），±10%的准确度（ILIM > 3A）。
• ‌短路保护‌：快速跳脱响应，时间小于1μs。
• ‌热保护‌：过温保护，自动重试或锁存关闭模式。
• ‌数字输出‌：供电正常（SPLYGD/SPLYGD）和故障指示（FLT）。
• ‌小封装‌：PowerWCSP 2.4mm × 1.7mm，0.5mm引脚间距。

3. 功能描述

• ‌反向电流阻挡‌：集成反向电流阻挡FET（BFET），确保在所有条件下阻止从输出到输入的反向电流流动。
• ‌过压和欠压保护‌：通过OVLO和UVLO引脚实现可调过压和欠压保护，保护系统免受电压异常的影响。
• ‌过流保护‌：提供可调过流阈值和瞬态空白时间，允许系统通过短暂的电流峰值而不会触发eFuse。
• ‌短路保护‌：在短路事件期间提供快速跳脱响应，以保护系统免受严重过流损害。
• ‌热管理‌：内置热传感器，当结温超过安全操作水平时自动关闭设备。
• ‌数字监控和指示‌：提供供电正常和故障指示数字输出，方便系统监控和故障诊断。

4. 应用领域

• ‌适配器和充电器输入保护‌
• ‌USB PD保护‌：智能手机、平板电脑、PC、笔记本、显示器、扩展坞等
• ‌服务器主板和附加卡‌
• ‌企业存储‌：HBA、SAN和eSSD
• ‌电源MUXing和ORing‌

5. 电气特性

• ‌导通电阻‌：RON = 12.2mΩ（典型值），最大20mΩ（在-40°C至125°C的结温范围内）。
• ‌静态电流‌：输入或输出供电时的静态电流低至422μA（典型值）。
• ‌过流阈值‌：可调，范围从1.75A至8.7A。
• ‌短路保护阈值‌：固定快速跳脱阈值，TPS259480x/2x为16.9A至31.0A，TPS259481x为15A至29A。
• ‌响应时间‌：过压锁定响应时间为1μs，过流限制响应时间为250μs，短路保护响应时间为750ns至900ns。

6. 热特性

• ‌热阻‌：结到环境热阻（RθJA）为33.4°C/W。

7. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：PowerWCSP，12引脚，2.4mm × 1.7mm，0.5mm引脚间距。

8. 应用与实现

• ‌典型应用电路‌：文档提供了多种典型应用电路，包括单设备自控制、主动ORing、优先电源MUXing、并行操作、USB PD端口保护等。
• ‌设计考虑‌：包括电源推荐、布局指南、瞬态保护、TVS选择等，确保系统性能和可靠性。
• ‌故障诊断与处理‌：详细介绍了设备对各种故障条件的响应和指示，包括过温、过压、欠压、过流、短路等。

9. 文档与支持

• ‌数据手册‌：提供了详细的电气特性、功能描述、应用信息和封装信息等。
• ‌支持资源‌：包括TI E2E™支持论坛，提供快速验证答案和设计帮助。