TPS2640 具有集成反向输入极性保护的 42V、2A 工业电子保险丝数据手册

TPS26400 器件结构紧凑、功能丰富，具有全套保护功能。4.2 V 至 42 V 的宽电源输入范围允许控制许多常用的直流总线电压。该器件可承受并保护负载免受高达 ±42 V 的正负电源电压的影响。集成的背对背 FET 提供反向电流阻断功能，使该器件适用于在电源故障和掉电情况下具有输出电压保持要求的系统。负载、源和器件保护具有许多可调功能，包括过流、输出转换速率和过压、欠压阈值。内部坚固的保护控制块以及TPS26400的高额定电压有助于简化浪涌保护的系统设计。
*附件：tps2640.pdf

关断引脚提供外部控制，用于启用和禁用内部 FET，以及将器件置于低电流关断模式。对于系统状态监控和下游负载控制，该器件提供故障和精确的电流监控输出。MODE 引脚允许在三种限流故障响应 （断路器、闭锁和自动重试模式） 之间灵活地配置器件。

该器件采用 5mm × 4.4mm 16 引脚 HTSSOP 封装以及 5mm x 4mm 24 引脚 VQFN 封装，额定温度范围为 –40°C 至 +125°C

特性

• 4.2V 至 42V 工作电压，绝对最大值 45V
• 集成反向输入极性保护，电压低至 –42 V
  • 无需额外组件
• 集成背靠背 MOSFET，总 RON 为 150mΩ
• 0.1A 至 2.23A 可调电流限制（1A 时精度为 ±5%）
• 使用合适的 TVS 在浪涌期间提供负载保护 （IEC 61000-4-5）
• IMON 电流指示器输出（±8.5% 精度）
• 低静态电流，工作时为 300μA，关断时为 20μA
• 可调 UVLO、OVP 截止、输出转换速率控制
• 反向电流阻断
• 采用易于使用的 16 引脚 HTSSOP 和 24 引脚 VQFN 封装
• 可选限流故障响应选项（自动重试、闭锁、断路器模式）

参数

方框图

1. 概述

TPS2640 是一款42V、2A的电子保险丝（eFuse），具有集成的反向输入极性保护功能。它适用于多种工业应用，如人机界面（HMI）电源保护、火灾安全系统、电子恒温器和视频门铃等。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：4.2V至42V，绝对最大值为45V。
• ‌反向输入极性保护‌：集成反向MOSFETs，无需额外组件，可承受高达-42V的反向电压。
• ‌电流限制‌：可调电流限制，范围为0.1A至2.23A，±5%的准确度（在1A时）。
• ‌多种故障响应模式‌：可通过MODE引脚选择电路断路器模式（自动重试）、锁定关断模式和自动重试模式。
• ‌热关断和过温保护‌：内置热关断功能，防止过热损坏。
• ‌低静态电流‌：工作状态下为300μA，关断状态下为20μA。
• ‌灵活的封装选项‌：提供16引脚HTSSOP和24引脚VQFN封装。

3. 引脚配置与功能

• ‌IN‌：电源输入。
• ‌OUT‌：电源输出。
• ‌GND‌：系统地。
• ‌SHDN‌：关断引脚，拉低以进入低功耗关断模式。
• ‌MODE‌：模式选择引脚，用于配置电流限制故障响应模式。
• ‌ILIM‌：电流限制设置引脚，通过电阻接地设置过载和短路电流限制。
• ‌IMON‌：电流监视输出，提供与内部FET电流成比例的电压输出。
• ‌FLT‌：故障标志引脚，开漏输出，在故障条件下被拉低。

4. 功能描述

• ‌反向输入极性保护‌：内置反向MOSFETs，可防止因接线错误导致的反向电压损坏。
• ‌热插拔和涌入电流控制‌：通过dVdT引脚连接的外部电容设置输出电压上升斜率，限制涌入电流。
• ‌过载和短路保护‌：
  • 在电路断路器模式下，允许过载电流流过，直到达到快速跳闸阈值，然后启动自动重试周期。
  • 在锁定关断模式下，检测到过载时立即关断，直到重置。
  • 在自动重试模式下，检测到过载时限制电流至设定值，并在热关断后自动重试。
• ‌过压和欠压保护‌：通过外部电压分压器设置过压和欠压阈值，保护系统免受电压异常影响。

5. 应用信息

• ‌典型应用‌：包括用于工业PLC CPU的24V、1A eFuse输入保护电路。
• ‌设计要求‌：包括输入电流、输入电压、输出电压、电流限制等关键参数。
• ‌详细设计步骤‌：提供了一步步的设计过程，包括设置欠压和过压阈值、编程电流监视电阻、设置输出电压上升时间等。

6. 布局指南

• 推荐在IN引脚和GND之间使用0.1μF或更高值的陶瓷去耦电容，并尽可能靠近设备放置。
• 高电流路径连接应尽可能短，并使用足够粗的迹线。
• 所有TPS26400支持组件应靠近其连接引脚放置，并使用最短的迹线连接到RTN。

7. 设备文档与支持

• 提供了相关的设计工具和软件，如PSpice瞬态模式模型和TPS26400设计计算器。
• 可通过TI网站订阅文档更新通知，并利用TI E2E支持论坛获取快速的设计帮助和验证答案。

8. 封装与订购信息

• 提供了HTSSOP（16引脚）和VQFN（24引脚）两种封装选项。
• 列出了多种型号和封装的订购代码，以及相关的状态、材料类型、RoHS信息等。

9. 注意事项

• 在使用设备时，应确保输入电压和电流不超过绝对最大额定值。
• 遵循布局指南和电源推荐，以确保最佳性能和可靠性。
• 在设计过程中，应充分考虑系统的动态和稳态功率耗散，以避免热关断。