Texas Instruments TPS281C100单通道智能高侧开关专为满足工业控制系统要求而设计。低RON可最大程度地降低器件功耗，驱动高达60V DC工作范围内的宽范围输出负载电流，从而提高系统稳健性。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS281C100单通道智能高侧开关数据手册.pdf

该器件集成了电流限制、热关断和输出钳位等保护功能。在短路等故障事件期间，这些功能可提高系统稳健性。TPS281C100实现了可调电流限制电路，可减少驱动大容性负载时的浪涌电流，同时最大限度地减少过载电流，从而增强系统的可靠性。为驱动高浪涌电流负载（例如快速充电电容负载或灯），TPS281C100A实现了具有更高允许电流水平的浪涌电流时间段。该器件提供精确的负载电流检测，可改进负载诊断。这些改进包括过载和开路负载检测，从而实现更好的预测性维护。

Texas Instruments TPS281C100采用小型14引脚4.4mm×5mm HTSSOP引线封装（引脚间距为0.65mm）和12引脚4mm×4mm WSON封装（引脚间距为0.5mm），最大限度地减少了PCB占位面积。

特性

• 宽工作电压范围：6 V至60 V
• 低RON ：83mΩ（典型值）、168mΩ（最大值）
• 通过可调限流提高系统级可靠性
  • 1A至5A（固定0.5A）
• 精确电流检测
  • 标准检测模式：±4%（1A时）
  • 高精度检测模式：±12.5%（4mA时）
• 集成式感应放电钳：>64V
• 低静态电流 (I q )：<1.5mA
• 工作结温：-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
• 热关断和热振荡检测
• 增强型电快速瞬变（EFT），符合IEC61000-4-4
  • 器件保持关断状态时输出电容为22nF、EFT为±2kV（DIAG_EN为低电平）
• 14引脚热增强型TSSOP封装
• 12引脚热增强型WSON封装

功能框图

TPS281C100智能高侧开关技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS281C100是德州仪器(TI)推出的一款60V/100mΩ单通道智能高侧开关，专为工业控制系统设计。该器件采用14引脚HTSSOP和12引脚WSON封装，具有以下核心优势：

• ‌宽电压范围‌：6-60V工作电压，适应严苛工业环境
• ‌低导通电阻‌：典型值83mΩ（最大值168mΩ）
• ‌精准电流检测‌：标准模式±4%精度@1A，高精度模式±12.5%精度@4mA
• ‌集成保护功能‌：包含热关断、输出钳位和可调电流限制

二、关键特性分析

1. 电流检测系统

• ‌双模式检测‌：
  • 标准模式(KSNS1)：电流比800:1，适合1A-4A检测
  • 高精度模式(KSNS2)：电流比24:1，支持4mA-20mA小电流检测
• ‌自适应输出‌：SNS引脚输出电压随DIAG_EN电压自动缩放(3.3V-5V)，无需外部齐纳二极管保护ADC

2. 可编程电流限制

• ‌外部调节‌：通过ILIM引脚电阻设置(1A-5A范围)
  • 计算公式：RILIM = KCL/ICL（典型KCL=52.6 A×kΩ）
• ‌内部保护‌：默认0.5A限流，当ILIM电阻<5kΩ或>150kΩ时激活
• ‌启动优化‌：A版本特有启动期间高电流模式(ILIM_STARTUP=6.5A，持续12ms)

3. 保护机制

• ‌电感负载处理‌：集成>64V的DS钳位，支持单脉冲400mJ能量耗散
• ‌EFT抗扰度‌：符合IEC61000-4-4标准，可承受±2kV瞬变
• ‌故障诊断‌：包含开路检测(关断状态下)、短路保护和热关断(160°C)

三、PCB布局建议

1. ‌热管理设计‌：
   • WSON封装：4层板设计，热阻RθJA=36.9°C/W
   • 散热焊盘需通过多个过孔连接至地层
   • 功率走线宽度≥2mm（1oz铜厚）
2. ‌EMI优化‌：
   • VS引脚就近布置100nF+4.7nF去耦电容
   • SNS信号线需配置1nF滤波电容
   • 敏感信号远离SW节点

四、故障诊断流程

故障现象	诊断引脚状态	可能原因
FAULT持续低电平	SNS=VSNSFH	过流/短路
FAULT间歇低电平	SNS周期性跳变	热关断
无故障但SNS=0	OL_ON=HI且IOUT<20mA	高精度模式未激活
输出电压异常	DIAG_EN=HI时VOUT≈VS	开路负载

五、选型对比

参数	TPS281C100A	TPS281C100B
启动电流特性	支持6.5A启动涌流	无特殊启动模式
最小限流	0.96A(典型)	0.96A(典型)
封装选项	DNT/PWP	DNT/PWP

六、设计注意事项

1. ‌GND网络设计‌：
   • 反向保护推荐4.7kΩ电阻并联100mA二极管
   • 避免使用纯电阻网络导致地电位偏移
2. ‌动态限流应用‌：
   • 可通过MCU PWM控制ILIM电阻实现
   • 响应时间典型值200μs
3. ‌热插拔保护‌：
   • 需在EN信号线串联10kΩ电阻(RPROT)
   • 配合22nF Cout可抑制热插拔振荡