Texas Instruments TPS1HTC30-Q1单通道智能高侧开关配有集成NMOS功率FET和电荷泵，设计用于满足24V汽车电池系统的要求。该器件具有低RON (30mΩ)，可最大限度地降低功耗，并驱动高达6ADC的各种输出负载电流。60VDC工作电压范围提高了系统的稳健性。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS1HTC30-Q1单通道智能高侧开关数据手册.pdf

该器件集成了各种保护特性，例如热关断、电流限制和输出钳位。这些特性可在短路等故障事件中提高系统稳健性。TPS1HTC30-Q1具有可调限流电路，通过在驱动大容性负载时降低浪涌电流并最大限度地降低过载电流来提高系统可靠性。该器件还提供精确的负载电流检测，可提高负载诊断能力，例如开路负载和过载检测，从而实现更好的预测性维护。

Texas Instruments TPS1HTC30-Q1采用小型14引脚、4.40mm × 5.0mm HTSSOP引线封装，引脚间距为0.65mm，可最大限度地减少PCB占位面积。

特性

• 单通道智能高侧电源开关，用于24V汽车系统，具有全面诊断功能
• 宽工作电压范围：6V至60V
  • 过压保护 (OVP)：60V
• 低R ON ：30mΩ（典型值）、55mΩ（最大值）
• 低待机电流：<0.5µA
• 低静态电流 (I q )：<2mA
• 通过可调限流提高系统级可靠性
  • 电流限制：2A至16A
• 精确电流检测：±4%（1A时）
• 保护
  • 过载和短路保护
  • 集成电感放电钳位
  • 欠压闭锁 (UVLO) 保护
  • GND失效、电源失效保护
  • 电池反向保护，带有外部元件
• 诊断
  • 打开和关闭状态下的输出开路负载和电池短路检测
  • 过载和对地短路检测
  • 绝对和相对热关断检测
• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 工作结温范围：–40°C至125°C
• 输入控制，兼容1.8V、3.3V和5V逻辑
• 集成故障检测电压调节，用于ADC保护
• 资质认证
  • 符合汽车应用类AEC-Q100标准
    • 温度等级1（-40°C至+125°C，T A ）
• 14引脚散热增强型TSSOP封装

功能框图

TPS1HTC30-Q1汽车级智能高边开关技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments TPS1HTC30-Q1是一款符合AEC-Q100 Grade 1认证的单通道智能高边开关，专为24V汽车电池系统设计。该器件采用14引脚HTSSOP封装（4.4mm×5.0mm），具有30mΩ典型导通电阻和6A持续负载电流能力，集成了全面的诊断和保护功能。

关键特性亮点：

• ‌宽工作电压范围‌：6V至60V DC，支持66V过压保护
• ‌高效功率管理‌：低待机电流<0.5μA，静态电流<2mA
• ‌精准电流检测‌：±4%精度@1A，电流检测比KSNS1=1300(典型)
• ‌可编程电流限制‌：2A至16A可调范围
• ‌全面保护机制‌：过载/短路/过温/欠压/反极性保护
• ‌丰富诊断功能‌：开/关状态开路检测、短路到电池/地检测

二、功能架构与引脚配置

1. 引脚功能说明

引脚	名称	功能描述
1	GND	器件接地，建议通过电阻-二极管网络实现反极性保护
2	EN	通道使能控制（内部下拉）
3	DIAG_EN	诊断使能（内部下拉）
4	FAULT	开漏全局故障输出
5	LATCH	热关断行为选择（锁存/自动重试）
6	SNS	电流检测输出
7	ILIM	可调电流限制设置
8-10	VOUT	开关输出端
11	NC	无内部连接
12-14	VS	电源输入
-	Thermal Pad	散热焊盘（内部接地）

2. 内部功能框图

器件集成以下核心模块：

• ‌功率级‌：30mΩ NMOS功率FET与电荷泵
• ‌保护电路‌：OVP/UVLO/TSD/VDS钳位
• ‌控制逻辑‌：使能管理、锁存控制
• ‌诊断系统‌：电流检测、开路/短路检测
• ‌电流限制‌：可编程闭环控制

三、关键技术创新

1. 精准电流检测技术

采用电流镜像架构，实现输出电流与检测电流的固定比例关系（KSNS1=1300典型值）。独特优势包括：

• ‌自适应输出钳位‌：SNS引脚最大电压随DIAG_EN电压动态调整（3.3V或5V兼容）
• ‌免校准设计‌：生产过程中已校准，典型精度±4%@1A
• ‌宽范围检测‌：支持20mA至6A电流检测

2. 动态电流限制技术

提供三种工作模式：

• ‌外部可编程‌：通过RILIM电阻设置（2-16A）
• ‌内部固定限流‌：ILIM接地时8A，悬空时4A
• ‌动态切换‌：支持通过开关并联电阻实现启动/运行双限流值

3. 热管理创新

• ‌双重热关断‌：
  • 相对热关断（ΔT=60°C典型）
  • 绝对热关断（TABS=165°C典型）
• ‌可配置恢复策略‌：
  • 自动重试（LATCH=低）
  • 锁存模式（LATCH=高）

四、PCB布局指南

1. 热优化设计

• ‌散热焊盘‌：至少4×0.35mm过孔阵列
• ‌铜面积‌：建议2oz铜厚，最小4cm²
• ‌层叠结构‌：优先4层板设计

2. 信号完整性

• ‌功率回路‌：VS到VOUT路径<10mm
• ‌敏感信号‌：
  • SNS走线远离开关节点
  • ILIM引脚电容<100pF
• ‌接地策略‌：
  • 数字/模拟地单点连接
  • 散热焊盘直接接器件GND

五、故障诊断流程

故障现象	检测方法	处理建议
输出无响应	检查EN/DIAG_EN电压	确认符合1.8V/3.3V/5V逻辑电平
异常发热	监测SNS引脚电流比例	检查负载阻抗和电流限制设置
FAULT信号触发	读取SNS电压：VSNSFH表示故障	根据故障类型排查负载/供电
电流检测偏差	校准RSNS电阻（1%精度推荐）	检查PCB布局避免噪声耦合

六、行业应用前景

作为功能安全兼容器件，TPS1HTC30-Q1特别适用于：

1. ‌新能源车系统‌：OBC/DCDC辅助电源控制
2. ‌车身电子‌：座椅加热/车窗电机驱动
3. ‌配电系统‌：智能保险丝替代方案
4. ‌工业自动化‌：PLC输出模块