TPS1H100-Q1 具有可调电流限制的 40V、100mΩ、1 通道汽车智能高侧开关数据手册

TPS1H100-Q1 器件是一款完全受保护的高压侧电源开关，集成了 NMOS 功率 FET 和电荷泵，适用于各种电阻、电感和电容负载的智能控制。精确的电流感应和可编程电流限制功能使其在市场上脱颖而出。
*附件：tps1h100-q1.pdf

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H3A
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 功能安全能力
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 具有全面诊断功能的单通道智能高侧电源开关
  • 版本 A：漏极开路状态输出
  • 版本 B：电流感应模拟输出
• 宽工作电压 3.5 至 40 V
• 极低待机电流 <0.5 μA
• 工作结温：–40°C 至 150°C
• 输入控制，兼容 3.3V 和 5V 逻辑
• 高精度电流感应，1 A 时为 ±30 mA，5
  mA 时为 ±4 mA
• 使用外部电阻器的可编程电流限制，0.5 A 时为 ±20%
• 诊断使能功能，用于 MCU 模拟或数字接口的多路复用
• 根据 AECQ100-12 A 级、
  100 万次对地短路测试
• ISO7637-2 和 ISO16750-2 的电气瞬态干扰抗扰度认证
• 保护
  • 过载和短路保护
  • 感性负载负电压钳
  • 欠压锁定 （UVLO） 保护
  • 具有自恢复功能的热关断 / 摆动
  • GND 丢失、电源保护丢失
  • 通过外部电路实现电池反向保护
• 诊断
  • 导通和关断状态输出电池开路和短路检测
  • 过载和对地短路检测和电流限制
  • 热关断/摆幅检测
• 14 引脚热增强型 PWP 封装

参数

方框图

1. 产品概述

‌TPS1H100-Q1‌ 是一款单通道智能高侧功率开关，适用于汽车和工业应用。它集成了NMOS功率FET和电荷泵，专为智能控制各种阻性、电感和电容负载而设计。

2. 主要特性

• ‌宽工作电压范围‌：3.5V至40V
• ‌低待机电流‌：小于0.5μA
• ‌高精度电流感应‌：±30mA（1A时），±4mA（5mA时）
• ‌可编程电流限制‌：通过外部电阻设置，±20%精度（0.5A时）
• ‌全面保护‌：包括过载保护、短路保护、感性负载负电压钳位、欠压锁定（UVLO）保护、热关断/摆动保护、失地保护、失供保护和反向电池保护
• ‌诊断功能‌：支持上电和下电状态的输出开路和短路到电池检测，以及过载和短路到地检测
• ‌AEC-Q100认证‌：适用于汽车应用，符合AEC-Q100标准，经过100万次短路到地测试

3. 功能模块

3.1 电流感应与限制

• ‌版本B‌：提供高精度电流感应输出，电流镜像反射为CS引脚上的电压。
• ‌外部可编程电流限制‌：通过CL引脚上的外部电阻设置电流限制阈值。
• ‌内部电流限制‌：固定值，通常为10A，与外部可编程电流限制中的较小值应用为实际电流限制。

3.2 感性负载关断钳位

• 在感性负载关断期间，内部钳位二极管保护功率FET免受负压损坏。

3.3 保护与诊断

• ‌短路到地和过载检测‌：在导通状态下，如果触发电流限制，则报告短路到地故障。
• ‌开路检测‌：在导通状态下，如果输出电流小于设定阈值，则检测为开路故障。
• ‌短路到电池检测‌：在关断状态下，如果输出电压高于供电电压减去二极管正向电压，则检测为短路到电池故障。
• ‌热保护‌：包括绝对温度热关断和动态温度热摆动诊断与保护。

3.4 其他保护特性

• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：防止供电电压过低时的不可预测行为。
• ‌失地保护‌：在失地情况下关闭输出。
• ‌失供保护‌：在失供情况下关闭输出。
• ‌反向电流保护‌：提供外部电路以防止反向电流损坏设备。

4. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：HTSSOP（PWP）14引脚
• ‌尺寸‌：4.40mm × 5.00mm

5. 应用领域

• ‌高侧功率开关‌：用于子模块、低瓦数灯泡、高侧继电器和电磁阀等。
• ‌PLC数字输出功率开关‌
• ‌一般阻性、电感和电容负载‌

6. 设计指南

• ‌ 电流感应电阻（R_CS） ‌：根据应用需求选择合适的电阻值，以确保电流感应电压在线性范围内（0V至4V）。
• ‌ 电流限制电阻（R_CL） ‌：根据所需的电流限制值计算电阻值。
• ‌布局考虑‌：优化PCB布局以改善热传导，确保结温不超过最大允许值。

7. 注意事项

• 在存储或处理过程中，应注意静电放电（ESD）保护，以防止损坏MOS栅极。
• 在设计时应考虑所有系统级因素，以确保设备的长期可靠性。

通过以上总结，可以全面了解TPS1H100-Q1的主要特性、功能模块、应用领域、设计指南和注意事项。