TPS2331 具有高电平有效使能功能的 3V 至 13V 热插拔控制器数据手册

TPS2330 和 TPS2331 是使用外部 N 沟道 MOSFET 用作电源应用中的高侧开关。这些设备的功能，例如 过流保护 （OCP）、浪涌电流控制、输出功率状态报告和 区分负载瞬变和故障的能力是热插拔的关键要求 应用。

TPS2330/31 器件具有欠压锁定 （UVLO） 和电源正常 （PG） 功能 报告以确保设备在启动时处于关闭状态并确认输出电压的状态 运行期间的导轨。一个能够驱动多个 MOSFET 的内部电荷泵提供 足够的栅极驱动电压来完全增强 N 沟道 MOSFET。电荷泵控制 MOSFET 的上升时间和下降时间 （dV/dt），减少上电/断电期间的功率瞬变。 断路器功能将感应过流情况的能力与定时器相结合 功能;这允许 DSP 等设计在电源状态期间可能具有高峰值电流 transitions，以忽略可编程周期的 transients。
*附件：tps2331.pdf

迪施 –DISCH 应连接到 外部 N 沟道 MOSFET 晶体管连接到 GATE。此销在 MOSFET 晶体管已禁用。它们还用作内部的参考电压连接 栅极电压箝位电路。

ENABLE 或 ENABLE – TPS2330的 ENABLE 为低电平有效。ENABLE 的 TPS2331 为 高电平有效。当控制器启用时，GATE voltage 上电以打开外部 MOSFET 的当 ENABLE 引脚被拉高 TPS2330 或 ENABLE 引脚为 TPS2331拉低超过 50 μs 时，MOSFET 的栅极以受控方式放电 速率，并且使能晶体管以释放输出的大容量电容。在 此外，该器件在使能时打开内部稳压器 PREREG （参见 VREG） 并关闭 PREREG 的调用，则总电源电流远小于 5 μA。

FAULT – FAULT 是开漏过流标志输出。当过电流 状态持续足够长的时间以将 TIMER 充电至 0.5 V，器件闭锁并将 FAULT 拉低。为了重新打开设备，使能引脚必须 进行切换，或者必须重启输入功率。

门–GATE 连接到外部的 GATE N 沟道 MOSFET 晶体管。当该器件使能时，内部电荷泵电路会拉取此 通过提供大约 15 μA 来固定。导通转换速率取决于 GATE 终端。如果需要，可以通过连接进一步降低导通转换速率 该引脚和地之间的电容器。这些电容器还可以减少浪涌电流并保护 器件在上电期间防止错误过流触发。电荷泵电路产生 外部 MOSFET 晶体管上的栅源电压为 9 V–12 V。

在–IN 应连接到驱动电源 连接到 GATE 的外部 N 沟道 MOSFET 晶体管。TPS2330/31 提取其运营 current from IN，并在建立 IN 电源之前保持禁用状态。设备 的构造支持 3V、5V 或 12V作。

艾森斯，ISET –ISENSE 与 ISET 结合使用 实现 GATE 的过流感应。ISET 设置产生 过流故障，通过连接到 ISET 的外部电阻器。内部电流源汲取 来自 ISET 的 50 μA。带有一个从 IN 到 ISENSE 的感应电阻器，该电阻器也连接到 外部 MOSFET，检测电阻器上的电压反映了负载电流。过电流 如果 ISENSE 被拉到 ISET 以下，则假定存在条件。确保断路器正确 作， V I（艾森斯） 和 V 一世 （ISET） 不应 埃奇得 V I（IN） .

PWRGD –PWRGD 发出欠压信号 VSENSE 上的条件。该引脚为漏极开路输出，在欠压期间被拉至低电平 条件。为了最大限度地减少电压轨上瞬态的错误 PWRGD 响应，电压 SENSE CIRCUIT 包含一个 20 μs 抗尖峰脉冲滤波器。当 VSENSE 低于基准电压时 （约 1.23 V），PWRGD 为低电平有效，以指示电源轨上的欠压情况 电压。当设备处于禁用状态时，PWRGD 可能无法正确报告电源条件，因为存在 在禁用模式下，PWRGD 输出晶体管没有栅极驱动功率，或者换句话说， PWRGD 是浮动的。因此，PWRGD 在 disable 状态下被上拉至其上拉电源轨 模式。

定时器–TIMER 上的电容器设置时间 电源开关在关闭前可能处于过流状态。当过流保护电路 感应到电流过大，启用电流源，为 TIMER 上的电容器充电。一次 TIMER 上的电压达到大约 0.5 V，设置了断路器锁存器，并且功率 开关已锁定。必须回收电源或必须切换 ENABLE 引脚以重新启动 控制器。在高功率或高温应用中，最小 50 pF 的电容器非常 建议从 TIMER 接地，以防止任何误触发。

弗雷格 –VREG 是内部低压差的输出 稳压器，其中 IN1 是输入。稳压器用于产生稳压电压 source，小于 5.5 V。应在 VREG 和接地有助于抑制噪声。在此配置中，禁用设备时， 内部低压差稳压器也被禁用，这会断开内部电路的电源 并允许将器件置于低静态电流模式。在 IN1 小于 大于 5.5 V，VREG 和 IN1 可以连接在一起。但是，在这些情况下，禁用 器件可能不会将器件置于低静态电流模式，因为内部的低压差 稳压器被旁路，从而保持内部电路运行。如果 VREG 和 IN1 连接在一起，如果 IN1 已经有一个 1 μF 至 10 μF 的旁路电容器。

VSENSE –VSENSE 可用于检测欠压 外部电路上的条件。如果 VSENSE 感应到的电压低于大约 1.23 V，则 PWRGD 为 拉低。

特性

• 单通道高侧 MOSFET 驱动器
• 输入电压：3 V 至 13 V
• 输出 dV/dt 控制限制浪涌电流
• 具有可编程过流
  阈值和瞬态定时器的断路器
• 带瞬态滤波器的电源良好报告
• CMOS 和 TTL 兼容使能输入
• 5μA 低待机电源电流（最大值）
• 采用 14 引脚 SOIC 和 TSSOP 封装
• –40°C 至 85°C 环境温度范围
• 静电放电保护

参数

一、产品概述

TPS是一款单通道热插拔电源控制器，设计用于需要热插拔功能的电源管理应用。它使用外部N沟道MOSFET作为高侧开关，集成了过流保护、浪涌电流控制、电源良好报告等关键功能。

二、主要特性

• ‌单通道设计‌：适用于单个电源开关控制的应用场景。
• ‌宽输入电压范围‌：支持V至V的输入电压，满足多种电源需求。
• ‌浪涌电流控制‌：通过输出dV/dt控制有效限制浪涌电流，保护电源系统免受冲击。
• ‌可编程电路断路器‌：具备可编程的过流阈值和瞬态定时器，能够区分负载瞬态和真实故障。
• ‌电源良好报告‌：提供电源良好（PWRGD）信号，用于监控输出电压状态。
• ‌低待机功耗‌：最大待机供电电流仅为μA，有助于降低系统整体功耗。
• ‌多种封装选项‌：提供引脚SOIC和TSSOP封装，便于PCB布局和集成。

三、应用领域

• ‌热插拔电源管理‌：如服务器、存储设备、工业控制设备等需要热插拔功能的场景。
• ‌热插拔PCI设备‌：如扩展卡、网卡等需要可靠电源管理的PCI设备。
• ‌电子电路断路器‌：适用于需要自动断电保护的应用，如电源分配单元、电池管理系统等。

四、电气特性

• ‌GATE输出电压‌：根据输入电压的不同，GATE输出电压可达V至V，足以驱动外部N沟道MOSFET。
• ‌过流保护‌：通过外部电阻设置过流阈值，实现精确的过流保护。
• ‌电源良好阈值‌：VSENSE引脚电压低于约.V时，PWRGD信号变为低电平。
• ‌FAULT输出‌：当检测到过流故障时，FAULT引脚输出低电平信号。

五、功能描述

• ‌内部电荷泵‌：提供稳定的门极驱动电压，并控制MOSFET的开关速度，减少开关过程中的电磁干扰。
• ‌电路断路器‌：结合过流检测和定时器功能，允许系统在可编程时间内忽略瞬态过流，提高系统稳定性。
• ‌电源良好监控‌：通过VSENSE引脚监控输出电压，当电压低于设定阈值时，PWRGD信号变为低电平，指示电源故障。
• ‌使能控制‌：TPS的使能引脚为高电平有效，通过控制使能引脚电平可以开启或关闭电源开关。
• ‌过热保护‌：内置过热保护电路，当结温超过安全限制时自动关闭开关，防止损坏。

六、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：引脚SOIC和TSSOP封装。
• ‌封装尺寸‌：具体尺寸请参考数据手册中的封装图纸。

七、应用信息

• ‌典型应用电路‌：数据手册中提供了详细的典型应用电路图，包括输入电容、输出电容、外部MOSFET等元件的选型和连接方式。
• ‌外部MOSFET选择‌：推荐选择具有低导通电阻和快速开关速度的N沟道MOSFET，以提高电源转换效率和响应速度。
• ‌TIMER电容选择‌：为防止误触发，建议在TIMER引脚与地之间连接一个最小值为pF的电容。