TPS2521 具有集成反极性保护的 2.7V 至 5.7V、31mΩ、4A 电子保险丝数据手册

TPS2521x 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。这些器件使用极少的外部元件即可提供多种保护模式，并且能够可靠地抵御过载、短路、电压浪涌、反极性和过大的浪涌电流。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，使该器件非常适合需要在输入电源发生故障时需要负载侧能量保持存储的系统。
*附件：tps2521.pdf

输出电流限制电平可通过单个外部电阻器进行设置。还可以通过测量电流限制电阻器两端的电压降来准确了解输出负载电流。

具有特定浪涌电流要求的应用可以使用单个外部电容器设置输出转换速率。通过将输出箝位到一个安全的固定最大电压 （引脚可选） 来保护负载免受输入过压情况的影响。

这些器件采用 2 mm × 2 mm 10 引脚 HotRod QFN 封装，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：2.7 V 至 5.7 V
• 28V 绝对最大值
• 可承受高达 –15 V 的负电压
• 具有低导通电阻的集成背靠背 FET：R 上 = 31 mΩ（典型值）
• 具有真正反向电流阻断的理想二极管作
• 快速过压钳位 （OVC），具有引脚可选阈值（3.8V、5.7V），响应时间为 5μs（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 （I 林 ） 0.5 A 至 4.44 A
    • I 的准确率为 ±10% 林 > 1 安培
  • 可调瞬态消隐定时器 （ITIMER），允许高达 2 × I 的峰值电流林
  • 输出负载电流监控精度：±6% （I 外 ≥ 1 A）
• 用于短路保护的快速跳闸响应
  • 500ns（典型值）响应时间
  • 可调 （2 × I 林 ） 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
• 具有可调阈值 （PGTH） 的电源正常指示 （PG）
• UL 2367 认证
  • 文件编号E169910
  • R ILM ≥ 750 Ω
• IEC 62368-1 CB 认证
• 小尺寸：QFN 2 mm × 2 mm，间距 0.45 mm

参数

方框图

1. 概述

TPS2521xx系列是一款高度集成的eFuse（电子保险丝）电路保护和电源管理解决方案，适用于适配器输入保护、企业级存储（如RAID、HBA、SAN、eSSD）、USB PD端口保护、服务器/PC主板及扩展卡、显示器和扩展坞等应用。该系列器件提供反向电流阻断、过压钳位、过流保护、短路保护、热保护等多种保护功能，并具有小封装、宽输入电压范围和低内阻等特点。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：2.7 V至5.7 V，绝对最大值为28 V，可承受高达-15 V的负电压。
• ‌低内阻‌：集成背对背FETs，典型内阻为31 mΩ。
• ‌反向电流阻断‌：集成反向电流阻断FET，确保电流不会从输出流向输入。
• ‌快速过压钳位‌：具有引脚可选的过压钳位阈值（3.8 V或5.7 V），典型响应时间为5 µs。
• ‌过流保护‌：可调过流限制，阈值范围为0.5 A至4.44 A，具有负载电流监测输出（ILM）。
• ‌短路保护‌：快速跳闸响应，典型响应时间为500 ns。
• ‌热保护‌：具有过温保护功能，自动热关断以防止损坏。
• ‌启用与欠压锁定‌：高电平启用输入，可调欠压锁定阈值。
• ‌输出上升斜率控制‌：通过dVdt引脚调整输出上升斜率，限制启动时的涌入电流。
• ‌功率正常指示‌：提供功率正常（PG）指示，具有可调阈值。
• ‌认证‌：符合UL 2367和IEC 62368-1 CB标准。
• ‌小封装‌：QFN 2 mm × 2 mm，0.45 mm间距。

3. 功能描述

• ‌反向电流阻断‌：集成BFET，在所有条件下阻断从输出到输入的反向电流。
• ‌过压钳位‌：当输入电压超过设定的钳位阈值时，将输出电压钳制在安全水平。
• ‌过流保护‌：通过监测输出电流，并在超过设定阈值时限制电流，防止损坏。
• ‌短路保护‌：在输出短路时，快速切断输出，保护系统免受短路电流的损害。
• ‌热保护‌：监测器件结温，并在超过安全范围时自动关断输出。
• ‌启用与欠压锁定‌：通过EN/UVLO引脚控制器件的启用，并调整欠压锁定阈值以确保系统稳定运行。
• ‌输出上升斜率控制‌：通过dVdt引脚调整输出电压的上升斜率，以限制启动时的涌入电流。
• ‌功率正常指示‌：PG引脚提供功率正常指示，帮助系统监测电源状态。

4. 应用

• ‌适配器输入保护‌：防止适配器输入端受到过压、过流和反向电流的损害。
• ‌企业级存储‌：保护RAID、HBA、SAN和eSSD等存储设备的电源轨。
• ‌USB PD端口保护‌：在USB PD端口提供过流和短路保护，同时阻断反向电流。
• ‌服务器/PC主板及扩展卡‌：保护主板和扩展卡的电源供应免受异常电流的损害。
• ‌显示器和扩展坞‌：提供可靠的电源管理和保护，确保设备的稳定运行。

5. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：QFN 2 mm × 2 mm，10引脚。
• ‌封装尺寸‌：2 mm × 2 mm，引脚间距为0.45 mm。

6. 电气特性

• ‌最大连续开关电流‌：4 A。
• ‌过流阈值范围‌：0.5 A至4.44 A，可调。
• ‌过压钳位阈值‌：3.8 V或5.7 V，引脚可选。
• ‌热关断阈值‌：154°C，具有10°C的迟滞。

7. 布局与热管理

• ‌布局指南‌：建议将输入和输出电容靠近器件放置，以最小化寄生电感；关键信号线应远离高噪声区域。
• ‌热管理‌：使用散热垫和热过孔将热量传导到PCB上，确保器件在允许的温度范围内工作。

8. 文档支持

• 提供了详细的数据手册，包括电气特性、应用信息、布局指南等。
• 用户可以订阅文档更新通知，以获取最新产品信息。

通过以上总结，用户可以全面了解TPS2521xx系列eFuse的主要特性、功能、应用、封装选项、电气特性、布局与热管理以及文档支持。