Texas Instruments TPSI3050Q1EVM评估模块用于评估TPSI3050/TPSI3050-Q1增强型开关驱动器。TPSI3050/TPSI3050-Q1增强型开关驱动器是一款完成集成的器件，与外部电源开关结合使用时，可构成完整的隔离式固态继电器 (SSR)。当标称栅极驱动电压为10V、峰值拉电流和灌电流为1.5/3.0A时，可以选择多种外部电源开关来满足各种应用需求。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSI3050Q1EVM评估模块数据手册.pdf

TI TPSI3050Q1EVM评估模块可帮助设计人员评估驱动FET时隔离式开关驱动器的性能 该器件重点展示了驱动FET时隔离式开关驱动器的性能。

特性

• 两线和三线模式运行
• 直流负载配置
• 交流负载配置
• 灵活添加SCR
• 可选择驱动外部FET
• 可选择驱动一个或两个FET

PCB布局

基于TPSI3050-Q1评估模块的汽车级隔离式开关驱动器技术解析

一、产品概述

TPSI3050-Q1是德州仪器(TI)推出的一款完全集成的隔离式开关驱动器，结合外部功率开关可构成完整的隔离固态继电器解决方案。该器件专为汽车和工业应用设计，如电池管理系统、EV/HEV车载充电器、用SSR替代机械继电器、DC链路预充电电路等。

该器件采用独特的隔离技术集成在紧凑的SOIC封装中，无需次级侧电源即可无缝替代继电器，具有比传统机械继电器和光耦合器更高的可靠性、更低的功耗和更宽的工作温度范围。

二、核心特性

• ‌集成隔离技术‌：提供5-kVRMS增强型隔离，无需隔离次级电源
• ‌驱动能力‌：10V栅极驱动，1.5A峰值源电流和3A峰值灌电流
• ‌灵活性‌：支持AC或DC开关，支持二线或三线模式
• ‌功率传输‌：7个可电阻选择的功率传输级别
• ‌辅助供电‌：可提供高达50mW的外部辅助电路供电

三、评估模块(EVM)功能

TPSI3050Q1EVM评估模块帮助设计人员评估TPSI3050-Q1隔离开关驱动器的操作和性能，主要特点包括：

1. ‌负载配置灵活性‌：
   • 两个背对背650V/42A NMOS管(D2PAK封装)
   • 一个TO247-3封装的SCR安装位置
   • 支持多种负载配置(AC/DC固态继电器、电池管理、预充电电路等)
2. ‌易用性设计‌：
   • 输入输出采用接线端子，便于有线连接
   • 多个测试点用于监控器件功能
   • 集成3.3V LDO，可从电池为TPSI3050-Q1的VDDP供电
3. ‌安全规格‌：
   • 负载能力达500-VDC/350-VRMS和4A
   • 符合TI高压评估模块用户安全指南

四、工作模式详解

1. 二线模式

在二线模式下，TPSI3050-Q1仅需使用EN和VSSP两个引脚控制：

• 当EN≥6.5V时，电源驱动到器件
• EN为高时，功率传输到次级侧
• EN为低时，功率传输停止，MOSFET或SCR关闭

‌配置要求‌：

• 移除J2接头，使VDDP浮空(Cin连接VSSP)
• 使用接线端子J1提供EN电压

‌性能参数‌(使用PXFR #2 20kΩ)：

• EN到VDDM延迟：1.222ms
• EN到VDDH延迟：1.322ms
• EN到VDRV延迟：2.689ms
• EN下降到VDRV下降延迟：2.441μs

2. 三线模式

三线模式适用于需要更高功率传输水平和最快开关时间的应用，功率传输与使能引脚状态无关。

‌配置选项‌：

1. ‌直接供电VDDP‌：
   • J2分流器置于1-2位置
   • 直接提供VDDP(最大5.5V)
2. ‌通过LDO供电VDDP‌：
   • J2分流器置于2-3位置
   • 通过5V输出LDO间接提供VDDP

‌性能参数‌(使用PXFR #2 20kΩ)：

• VDDP到VDDM延迟：330.5μs
• VDDP到VDDH延迟：357.6μs
• EN到VDRV延迟：3.145μs
• EN下降到VDRV下降延迟：2.461μs

五、典型应用电路

1. ‌AC/DC负载配置‌：
   • 使用两个背对背共源MOSFET
   • 负载连接在SW1-SW2端子之间
   • 可添加RC缓冲器阻尼高感性负载的开关振荡
2. ‌DC负载配置‌：
   • 使用两个并联共源MOSFET降低RDSON
   • 推荐仅用于DC负载
3. ‌SCR配置‌：
   • 建议使用TPSI3050S-Q1实现单脉冲操作
   • 短时功率即可触发大多数SCR
4. ‌高感性负载配置‌：
   • 可使用MOSFET或SCR作为开关组件
   • 提供钳位二极管安装位置，在开关断开时为感性负载提供接地路径

六、设计注意事项

1. ‌安全警告‌：
   • 无人看管时不得保持EVM通电
   • 使用前必须阅读用户指南
   • 表面高温警告，接触可能导致烫伤
   • 禁止使用EVM测试超过VIOWM=1414-VDC的隔离电压
2. ‌PCB设计要点‌：
   • 评估模块采用多层PCB设计
   • 提供3D视图和PCB各层布局参考
   • 关键信号路径需保持良好隔离
3. ‌热管理‌：
   • 工作期间某些电路元件(如线性稳压器、开关晶体管)可能产生高温
   • 建议在设计中考虑适当的散热措施

七、选型与配件

1. ‌器件选项‌：
   • TPSI3050-Q1：标准使能型
   • TPSI3050S-Q1：仅支持三线模式，具有开关控制的单次触发使能特性
2. ‌评估模块BOM关键元件‌：
   • 主芯片：TPSI3050QDWZRQ1
   • LDO稳压器：TPS7A4901DRBR
   • MOSFET：IPB65R065C7ATMA2(650V/33A)
   • 多种规格的电阻、电容和接线端子