‌TPS25961 100mΩ电子保险丝技术解析与应用指南

Texas Instruments TPS25961 100mΩ电子保险丝是一款集成式FET热插拔器件，可创建高度集成的电路保护和电源管理解决方案。TPS25961只需很少的外部元件即可提供多种保护模式，能够非常有效地抵御过载、短路、电压浪涌和过多浪涌电流。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS25961 100mΩ电子保险丝数据手册.pdf

TI TPS25961输出电流限制级别可通过单个外部电阻设定。同时，浪涌电流在内部使用输出转换率控制进行管理。该电子保险丝提供了一个选项，可以在外部设置用户定义的过压截止阈值或使用固定内部阈值。该选项可保护输入过压情况。

TPS25961的额定工作结温范围为–40°C至+125°C，采用小型2mm x 2mm SON封装。

特性

• 宽输入电压范围：2.7V至19V
  • 绝对最大值为21V
• 过压保护，响应时间为1.3μs（典型值）
  • 固定内部阈值：5.98V（典型值）
  • 可使用外部电阻分压器调节阈值
• 过流保护：
  • 可调节电流限制阈值：0.1A至2A
  • 电流限制准确度：
    • 整个电流范围内为±20%（典型值）
    • 1.45A电流限值下为±18%（最大值），T A = 25°C
• 低导通电阻Ron = 106mΩ（典型值）
• 高电平有效使能输入，带可调节欠压锁定 (UVLO)
• 短路保护，响应时间为5μs（典型值）
• 输出压摆率控制 (dVdt)：5.17 V/ms（典型值）
• 过热保护 (OTP)
• 故障后自动重试
• 低静态电流：130µA（典型值）
• UL 2367认证（进行中）
• IEC 62368 CB认证（进行中）
• 小尺寸：2mm × 2mm SON封装

简化示意图

框图

‌TPS25961 100mΩ电子保险丝技术解析与应用指南‌

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一、核心特性与创新设计

1. ‌宽范围输入与精准保护‌
   • 支持2.7V-19V输入电压范围，集成106mΩ超低导通电阻（典型值），功率损耗降低60%
   • 提供可调电流限制（0.1A-2A）与短路保护响应时间5μs（典型值），精度达±18%@1.45A
2. ‌多重保护机制‌
   • ‌ 过压保护（OVP） ‌：支持固定5.98V阈值或外部分压电阻可调阈值（响应时间1.3μs）
   • ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：通过EN/UVLO引脚实现1.24V阈值可编程输入欠压保护
   • ‌ 热关断（OTP） ‌：170℃触发阈值，30℃滞后带，支持3次自动重试后锁定
3. ‌智能化控制接口‌
   • 内置输出压摆率控制（5.17V/ms典型值），抑制浪涌电流
   • 通过单电阻（RILIM）配置电流限制，计算公式：
     RILIM = 50000/ILIM（ILIM≥200mA时）
     RILIM = 50000/(ILIM-0.000002)（ILIM<200mA时）

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二、典型应用场景

1. 消费电子电源保护

• ‌TWS耳机充电仓‌：利用2A电流限制防止充电短路，19V耐压抵御适配器浪涌
• ‌智能音箱‌：通过5.98V固定OVP阈值保护低压MCU电路

2. 工业设备防护

• ‌IP网络摄像机‌：配置9V UVLO阈值避免电池欠压工作，-40℃~125℃工作温度适应户外环境
• ‌电能表‌：23.2kΩ电阻设置0.47A限流，配合6400μF电容实现安全启动

3. 测试验证平台

• ‌Hot-Plug测试‌：12V输入时22μF负载电容充电时间1.2ms（图6-2）
• ‌短路响应验证‌：25kΩ限流电阻下2.36A阈值触发hiccup保护模式（图6-9）

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三、关键设计要点

1. ‌布局规范‌
   • 输入/输出路径需采用≥2oz铜厚，EN/UVLO信号线远离高频噪声源
   • 热焊盘必须连接至PCB地平面（尺寸≥2mm×2mm）
2. ‌参数配置建议‌
   • UVLO电阻分压计算：
     *R1=470kΩ, R2=31.6kΩ, R3=44.2kΩ（VIN(UV)=9V时）*
   • 避免使用58.8kΩ
3. ‌瞬态抑制方案‌
   • 输入级TVS二极管（如SMAJ15A）并联0.1μF陶瓷电容
   • 输出负压尖峰需添加肖特基二极管（MBRS340T3G）

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四、性能实测数据

测试项目	条件	典型值	最大响应时间
过压保护响应	VOVLO>1.24V	1.3μs	30μs
短路保护触发	IOUT>8.25A	5μs	-
热关断恢复	TJ<140℃	110ms	-
输出上升时间	VIN=12V, COUT=1μF	1.83ms	-