TPS16530 58V 4.5A电子保险丝技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS16530 58V 4.5A电子保险丝是一款简单易用的正极电子保险丝,具有31mΩ集成FET。该器件可为负载、电源和电子保险丝本身提供保护,并具有各种可调节特性,例如精确过流保护、快速短路保护、输出转换率控制和欠压锁定。PGOOD可用于启用和禁用下游直流/直流转换器控制。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS16530 58V 4.5A电子保险丝数据手册.pdf

使能引脚提供外部控制,用于启用和禁用内部FET。关断引脚可用于将器件置于低功耗关断模式。为了实现系统状态监视和下游负载控制,此器件提供故障和精密电流监控输出。MODE引脚可用于在两种限流故障响应(闭锁和自动重试)之间灵活地对器件进行配置。

Texas Instruments TPS16530采用20引脚HTSSOP和24引脚VQFN封装,指定工作温度范围为–40°C至+125°C。

特性

  • 工作电压:4.5V至58V,最大绝对值:67V
  • 具有31mΩ RON的集成式58V热插拔FET
  • 0.6A至4.5A可调节电流限制 (±7%)
  • IPC9592B间隙,用于56V运行(20引脚HTSSOP)
  • 2个脉冲电流支持,用于负载瞬态
  • 低静态电流,关断时为21µA
  • 可调UVLO切断,具有±2%精度
  • 可调节输出压摆率控制,实现涌入电流限制
  • 热调节加电支持大型及未知的电容负载充电
  • 电源良好输出 (PGOOD)
  • 可选过流故障响应选项(自动重试和闭锁 (MODE))
  • 模拟电流监视器 (IMON) 输出 (±6%)
  • 有易于使用的20引脚HTSSOP和24引脚VQFN封装可供选择

功能框图

保险丝

TPS16530 58V 4.5A电子保险丝技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments推出的TPS16530是一款高性能58V工业级电子保险丝(eFuse),专为4.5V至58V宽电压范围的系统保护而设计。该器件集成了31mΩ低导通电阻的MOSFET,提供4.5A可调电流限制(±7%精度),支持高达67V的绝对最大输入电压。

核心优势‌:

  • 集成脉冲电流支持功能(2×IOL),可处理负载瞬变
  • 低至21μA的关断静态电流
  • ±2%精度的可调欠压锁定(UVLO)
  • 输出摆率控制限制浪涌电流
  • 提供功率良好(PGOOD)指示和模拟电流监控(IMON)输出

二、关键特性详解

1. 热插拔与浪涌电流控制

TPS16530通过dVdT引脚实现可编程的启动特性:

  • 外部电容(CdVdT)设置输出电压摆率
  • 最快24V/500μs的上升速率(dVdT引脚悬空时)
  • 浪涌电流计算公式:IINRUSH = COUT × VIN / tdVdT
  • 内置热调节回路(145°C典型值)防止大容性负载启动时过热

2. 精准保护功能

过载保护‌:

  • 三级响应机制:
    • IOL < IOUT < 2×IOL:提供2×IOL脉冲电流(最长达25ms)
    • 2×IOL < IOUT < 3×IOL:限流至2×IOL
    • IOUT > 3×IOL:触发快速短路保护

短路保护‌:

  • 快速触发比较器响应时间仅1μs(典型值)
  • 45A短路保护阈值(ISCP)

电流监控‌:

  • IMON引脚提供±6%精度的模拟电流输出
  • 转换公式:VIMON = IOUT × 27.9μA/A × RIMON

3. 工作模式配置

通过MODE引脚选择故障响应方式:

MODE配置过载响应热关断响应
悬空(高电平)锁存关闭锁存关闭
接地(低电平)自动重试自动重试

三、行业应用场景

  1. 电信设备‌:
    • 保护射频功率放大器
    • 基站电源管理
  2. 工业系统‌:
    • PLC模块输入保护
    • 工业打印机电源管理
  3. 医疗设备‌:
    • 患者监护系统
    • 便携式医疗设备
  4. 安防系统‌:
    • 火灾报警控制面板
    • 应急电源系统

四、性能实测数据

根据TI官方测试结果:

  • 导通电阻:30.44mΩ典型值(@25°C)
  • 热关断响应:
    • VQFN封装:95cm²铜层时,1W功耗下约200ms关断
    • HTSSOP封装:110cm²铜层时,1W功耗下约500ms关断
  • 电流监控线性度:±3%误差(0.6A-4.5A范围)

五、选型与封装

TPS16530提供两种封装选择:

  1. VQFN-24‌ (4mm×4mm)
    • 更优的热性能(RθJA=32.1°C/W)
    • 适合高密度设计
  2. HTSSOP-20‌ (6.5mm×4.4mm)
    • 便于手工焊接和维修
    • RθJA=31.2°C/W
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