Texas Instruments TPS1HC100-Q1智能高压侧开关是一款具有全方位保护的高侧电源开关，它集成有NMOS功率FET和电荷泵，专用于对各种负载进行智能控制。凭借着精确的电流检测和可编程电流限制特性在市场上脱颖而出。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS1HC100-Q1智能高侧开关数据手册.pdf

输入引脚上的1.5V低逻辑高电平阈值VIH支持使用1.8V的MCU GPIO信号。高精度电流检测功能可提供更好的实时监测效果和更准确的诊断，无需进一步校准。外部高精度电流限制功能允许根据应用设置电流限制值。该器件通过在启动或短路条件下有效地钳制浪涌电流，极大地提高了系统的可靠性。Texas Instruments TPS1HC100-Q1器件可用作各种阻性、感性和容性负载（包括低瓦数灯泡、LED、继电器、电磁阀和加热器）的高侧电源开关。

特性

• 具有全面诊断功能的适用于12V汽车系统的单通道智能高侧电源开关
  • 开漏状态输出
  • 电流检测模拟输出
• 宽工作电压范围：3V至28V
• 低待机电流：85°C下＜0.5µA
• 工作结温范围：-40°C至150°C
• 支持1.8V、3.3V和5V逻辑电压
• 通过故障检测电压调节功能实现ADC保护
• 可编程电流限制：1.9A时精度为±18%
• 高精度电流检测：1A时精度为±6%
• 保护
  • 过载和短路保护
  • 感性负载负电压钳位
  • 欠压锁定（UVLO）保护
  • 具备自恢复功能的热关断和热振荡
  • 接地失效保护和失电保护
  • 对外部元件提供反向电池保护
• 诊断
  • 开启和关闭状态输出的开路负载和电池短路检测
  • 过载和接地短路检测
  • 热关断和热振荡检测
• 资格认证
  • 符合AEC-Q100汽车级1级温度标准
  • 支持功能安全
  • 有助于进行功能安全系统设计的文档
  • 经测试符合AECQ100-12 A级标准，经过100万次接地短路测试
  • 通过ISO7637-2和ISO16750-2电瞬变抗扰度认证
• 14引脚热增强型PWP封装

功能框图

TPS1HC100-Q1智能高侧开关技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments推出的TPS1HC100-Q1是一款单通道智能高侧功率开关，专为12V汽车系统设计，集成了全面的诊断保护功能。作为AEC-Q100 Grade 1认证的汽车级器件，它具有100mΩ导通电阻和2.5A连续负载能力，采用14引脚HTSSOP封装（5mm×6.4mm），工作结温范围-40°C至150°C。

该器件的主要创新在于‌高精度电流检测‌（±6%精度@1A）和‌可编程电流限制‌功能，通过外部电阻可设置限流阈值。其3V至28V的宽工作电压范围特别适合应对汽车电源系统的负载突降等瞬态工况。

二、关键特性分析

1. 精确电流检测系统

• ‌电流镜像技术‌：采用1/KSNS比例镜像输出电流，典型KSNS值为1600（即1A负载电流对应0.625mA感应电流）
• ‌自适应电压缩放‌：SNS引脚最大输出电压VSNSFH随DIAG_EN电压自动调整（3.3V/5V对应不同钳位值）
• ‌宽线性范围‌：支持0-4V线性输出，饱和电流阈值ISAT_SNS为6mA（对应约9.6A负载）

电流检测精度曲线显示，在1A负载时温度漂移小于±2%，电源电压变化影响小于±1.5%

2. 可编程电流限制

• ‌外部电阻调节‌：通过ILIM引脚连接电阻RILIM设置限流值（7.15kΩ-71.5kΩ范围）
• ‌双阈值机制‌：同时集成默认内部限流（3A）和外部可调限流，实际取二者较小值
• ‌动态响应‌：过流时可在60µs内触发保护，具有自动重试（1-3ms间隔）或锁定模式可选

3. 全面保护机制

保护类型	触发条件	恢复方式
过热保护	Tj>165°C	迟滞25°C后自恢复
短路保护	Iout>ICL	可配置锁定/自动重试
反极性	VBB<-6V	需外部二极管网络
欠压锁定	VBB<3V	电源恢复后自启动

三、设计验证建议

1. ‌瞬态测试‌：
   • 验证470μF容性负载启动特性（参考图5-25波形）
   • 5mH感性负载关断测试（图5-24）
2. ‌故障注入测试‌：
   • 短接GND验证AEC-Q100-012 Grade A认证要求
   • 模拟开路过压（VOUT=28V）验证STB检测
3. ‌环境测试‌：
   • -40°C低温下验证RON增加约35%（图5-6）
   • 125°C高温验证电流检测精度退化情况

四、行业应用趋势

随着汽车电子架构向域控制器发展，TPS1HC100-Q1的‌功能安全能力‌（支持ISO 26262系统设计）和‌智能诊断特性‌使其成为：

• 车身控制模块（BCM）的理想选择
• 区域配电架构的末端执行器件
• 替代机械继电器的固态解决方案