德州仪器TPS1HTC30-Q1评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS1HTC30EVM评估模块设计用于让硬件工程师评估TPS1HTC30-Q1汽车用高侧开关的完整性能和功能。TI TPS1HTC30EVM板提供了一种将电源连接到TPS1HTC30-Q1输入的无缝方式。此外,该板还将负载连接到输出通道,并使用芯片本身的控制引脚打开和关闭器件。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS1HTC30EVM评估模块数据手册.pdf

TI TPS1HTC30EVM评估模块集成了热关断、输出钳位和电流限制等保护特性。

特性

  • 使用标准台式设备独立工作
  • 宽工作电压范围:6V至48V
  • 容差:64 V DC(禁用时)
  • 低导通电阻 (R ON ),典型值为30mΩ,最大值为55mΩ
  • 用于SNS电阻器的电位计,可轻松配置外部电阻值
  • 通过可调限流提高系统级可靠性,电流限制范围为2A至16A
  • 精确的电流检测,精度为±4%(标准模式下,1A电流)
  • 集成式电感放电钳位>65V
  • <0.5 μA 的低待机电流
  • 低静态电流 (I q ):<2mA
  • 确保功能安全
  • 工作结温范围:-40°C至125°C
  • 输入控制,1.8V、3.3V和5V逻辑兼容
  • 集成故障检测电压调节,用于ADC保护
  • 断态开路负载检测
  • 热关断/摆幅检测
  • 14引脚散热增强型TSSOP封装

布局

评估模块

德州仪器TPS1HTC30-Q1评估模块技术解析与应用指南

一、评估模块概述

德州仪器(TI)的TPS1HTC30EVM评估模块为工程师提供了完整的平台,用于评估TPS1HTC30-Q1汽车级高边开关的性能特性。该评估板为单通道智能高边开关的评估提供了便捷解决方案,特别适用于24V汽车电池系统应用。

核心特性‌:

  • 高效开关性能‌:低导通电阻(RON)仅30mΩ典型值,最大55mΩ
  • 宽电压范围‌:工作电压6V至48V,禁用状态下可耐受64V DC
  • 灵活配置‌:可调电流限制(2A-16A)和精确电流检测(±4%精度@1A)
  • 全面保护‌:集成热关断、输出钳位和电流限制等保护功能
  • 低功耗设计‌:待机电流<0.5μA,静态电流<2mA

二、硬件架构解析

2.1 电源与负载连接

评估模块提供标准化的电源和负载接口:

  • VBB输入‌:通过J11测试点接入6V-48V电源
  • VOUT输出‌:通过J13测试点连接负载
  • 接地系统‌:J12和J14提供系统接地连接点

使用建议‌:

  • 电源输入建议添加TVS二极管(D2位置)增强瞬态保护
  • 感性负载可考虑使用D3位置的续流二极管

2.2 控制信号配置

模块提供灵活的控制信号接入方式:

  • EN(使能) ‌:控制开关通断,兼容1.8V/3.3V/5V逻辑
  • DIAG_EN(诊断使能) ‌:激活故障诊断功能
  • LATCH(锁存) ‌:配置故障响应模式(锁存/自动恢复)

跳线配置‌:

  • J3/J4/J5跳线分别控制EN、DIAG_EN和LATCH信号源
  • 默认连接至板载3.3V LDO,也可配置为外部控制

三、电流限制与检测系统

3.1 电流限制配置

通过ILIM引脚电阻可灵活设置电流限制阈值:

  • 预设选项‌:
    • J8跳线:24.9kΩ(对应较低电流限制)
    • J9跳线:7.5kΩ(对应较高电流限制)
  • 自定义选项‌:
    • J10跳线连接至R11焊盘,可焊接任意允许阻值

3.2 电流检测方案

SNS引脚提供与负载电流成比例的模拟输出:

  • 默认配置‌:使用R8(1kΩ)作为检测电阻
  • 电位器选项‌:通过SNS Pot Enable跳线启用R12电位器
  • 检测信号接入‌:通过SNS测试点可测量电压信号

应用提示‌:

  • 检测电压可直接连接至MCU ADC输入
  • 建议添加C5(100pF)滤波电容提高信号质量

四、保护功能实现

4.1 内置保护机制

TPS1HTC30-Q1集成了多重保护功能:

  • 热关断‌:结温超过阈值时自动断开输出
  • 输出钳位‌:集成>65V的感性负载放电钳位
  • 开路检测‌:关闭状态下可检测负载开路

4.2 扩展保护设计

评估模块提供了额外保护元件焊盘:

  • 输入保护‌:D2位置可安装SMBJ70CA TVS二极管
  • 输出保护‌:D3位置可安装续流二极管
  • 故障指示‌:FAULT引脚提供开漏输出,可通过J6配置上拉

五、典型应用场景

5.1 汽车电子系统

  • 车身控制模块(BCM)负载驱动
  • 照明系统控制
  • 电机驱动电路

5.2 工业控制系统

  • PLC输出模块
  • 工业继电器驱动
  • 大电流负载开关

5.3 电源管理系统

  • 配电单元(PDU)控制
  • 电路保护装置
  • 电源时序控制
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