Texas Instruments TPS25984可堆疊電子保險絲是采用小型封裝的集成大電流電路保護(hù)和電源管理解決方案。這些器件以最少的外部元件提供多種保護(hù)模式，可作為針對過載、短路和過大浪涌電流的可靠保護(hù)措施。TPS25984電子保險絲在4.5V至16V輸入工作電壓范圍內(nèi)工作，并支持多個電子保險絲并聯(lián)連接以支持 更大的電流。這些可堆疊電子保險絲提供用于浪涌電流保護(hù)的可調(diào)輸出壓擺率控制 (dVdt) 和具有可調(diào)欠壓鎖定 (UVLO) 的高電平有效使能輸入。TPS25984電子保險絲適用于輸入熱插拔和熱插拔、服務(wù)器和高性能計算、網(wǎng)絡(luò)接口卡、圖形/硬件加速卡以及數(shù)據(jù)中心交換機(jī)/路由器。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPS25984可堆疊電子保險絲數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 輸入工作電壓范圍：4.5V至16V
  • 絕對最大值為20 V
  • 輸出端可耐受高達(dá)–1V的負(fù)電壓
• 具有超低導(dǎo)通電阻的集成式FET：0.8mΩ（典型值）
• 額定RMS電流為55A，峰值電流為70A
• 支持多個電子保險絲并行連接，從而支持更高的電流：
  • 啟動和穩(wěn)態(tài)期間器件運行狀態(tài)同步和負(fù)載共享
• 強(qiáng)大的過流保護(hù)：
  • 可調(diào)過流閾值 (I OCP ) 為10A至55A，精度為 ±5%
  • 斷路器穩(wěn)態(tài)運行期間的響應(yīng)，以及可調(diào)節(jié)的瞬態(tài)過流計時器 (I TIMER )，可支持高達(dá)2×IOCP 峰值電流
  • 啟動期間的可調(diào)有功電流限制 (I LIM )
• 精確的模擬負(fù)載電流監(jiān)控：
  • 精度：±1.4%
  • 帶寬：>500kHz
• 強(qiáng)大的短路保護(hù)：
  • 針對輸出短路事件進(jìn)行快速跳變響應(yīng)（<200ns）
  • 可調(diào)閾值 (2×I OCP )
  • 不受電源線路瞬變影響（無誤跳變）
• 快速過壓保護(hù)（16.7V固定閾值）
• 可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換速率控制（dVdt），用于提供浪涌電流保護(hù)
• 帶有可調(diào)節(jié)欠壓鎖定（UVLO）的高電平有效使能輸入
• 過熱保護(hù)（OTP）以確保實現(xiàn)FET SOA保護(hù)：
  • 保證的FET SOA：10W√s
• 集成式FET運行狀況監(jiān)測和報告
• 模擬裸片溫度監(jiān)測器輸出（TEMP）
• 故障指示專用引腳（FLT）
• 電源正常狀態(tài)指示引腳（PG）
• 小尺寸：5mm × 5mm QFN封裝
• 100%無鉛

功能框圖

簡化示意圖

TPS25984可堆疊電子保險絲技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、核心特性

TPS25984x是德州儀器(TI)推出的一款高性能可堆疊電子保險絲(eFuse)，具有4.5V至16V的寬輸入電壓范圍，集成0.8mΩ超低導(dǎo)通電阻MOSFET，支持高達(dá)70A峰值電流和55A持續(xù)電流。該器件采用先進(jìn)的堆疊技術(shù)，支持多器件并聯(lián)以實現(xiàn)更高電流承載能力。

?核心特性?：

• ?超高電流能力?：單器件支持55A RMS電流和70A峰值電流
• ?超低導(dǎo)通電阻?：典型值僅0.8mΩ，極大降低功率損耗
• ?精準(zhǔn)電流監(jiān)控?：±1.4%精度，帶寬>500kHz
• ?多重保護(hù)機(jī)制?：
  • 可調(diào)過流保護(hù)(10A-55A)
  • 16.7V固定過壓保護(hù)
  • 165°C熱關(guān)斷保護(hù)
• ?靈活堆疊配置?：支持多器件并聯(lián)，實現(xiàn)主動均流
• ?小尺寸封裝?：5mm×5mm QFN

二、關(guān)鍵參數(shù)詳解

1. 電氣特性

• ?輸入電壓范圍?：4.5V-16V（絕對最大值20V）
• ?導(dǎo)通電阻?：
  • 0.8mΩ典型值@25°C
  • 1.5mΩ最大值@-40°C至125°C
• ?電流監(jiān)控精度?：±1.4%
• ?過流響應(yīng)時間?：
  • 穩(wěn)態(tài)過流響應(yīng)：可編程延遲(最高16ms)
  • 短路響應(yīng)：<200ns

2. 保護(hù)特性

• ?過流保護(hù)?：
  • 可調(diào)閾值：10A至55A（±5%精度）
  • 瞬態(tài)過流定時器：支持2×IOCP峰值電流
• ?短路保護(hù)?：
  • 快速觸發(fā)閾值：2×IOCP
  • 響應(yīng)時間：<200ns
• ?熱保護(hù)?：
  • 熱關(guān)斷閾值：165°C
  • 遲滯：12.5°C

三、堆疊技術(shù)解析

1. 并聯(lián)工作原理

TPS25984x采用創(chuàng)新的主動均流技術(shù)，多個并聯(lián)器件可實現(xiàn)：

• ?啟動同步?：所有器件同步開啟，避免電流不平衡
• ?穩(wěn)態(tài)均流?：動態(tài)調(diào)節(jié)各器件導(dǎo)通電阻，實現(xiàn)電流均衡分布
• ?故障協(xié)同?：統(tǒng)一響應(yīng)過流/短路事件

2. 并聯(lián)配置要點

• ?主從設(shè)置?：通過MODE引腳配置（主器件懸空/從器件接地）
• ?關(guān)鍵引腳互聯(lián)?：
  • SWEN：狀態(tài)同步信號
  • IMON：電流監(jiān)控總線
  • IREF：參考電壓共享
• ?參數(shù)計算?：
  • RIMON = VIREF/(GIMON×IOCP_TOTAL)
  • RILIM = 1.1×N×RIMON/3 (N為并聯(lián)器件數(shù))

四、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源保護(hù)

?設(shè)計要求?：

• 輸入電壓：12V±10%
• 最大負(fù)載電流：275A
• 輸出電容：50mF
• 過流閾值：300A

?實現(xiàn)方案?：

• ?器件數(shù)量?：6個TPS25984x并聯(lián)
• ?關(guān)鍵元件?：
  • CDVDT=33nF（設(shè)置10ms軟啟動）
  • RIMON=182Ω（設(shè)置300A過流點）
  • RILIM=332Ω（均流閾值設(shè)置）
  • CITIMER=22nF（16ms過流延遲）

2. 熱設(shè)計考量

• ?單器件熱阻?：θJA=16.5°C/W（8層板）
• ?功率耗散?：
  • 導(dǎo)通損耗：I2×RDSON
  • 動態(tài)損耗：(VIN-VOUT)×IINRUSH
• ?散熱措施?：
  • 充分銅箔面積
  • 散熱過孔陣列
  • 強(qiáng)制風(fēng)冷（高負(fù)載應(yīng)用）

五、PCB布局指南

1. ?電源路徑?：
   • IN/OUT使用寬短走線（≥1mm）
   • 輸入電容靠近IN引腳
   • 最小化SW節(jié)點面積
2. ?信號路徑?：
   • IMON/ILIM走線遠(yuǎn)離噪聲源
   • AGND單點連接至PGND
3. ?熱優(yōu)化?：
   • 裸露焊盤下方布置多個過孔
   • 內(nèi)層設(shè)置完整地平面
   • 頂層保留足夠銅箔面積

六、選型與應(yīng)用場景

1. 型號對比

2. 典型應(yīng)用領(lǐng)域

• ?數(shù)據(jù)中心?：服務(wù)器、交換機(jī)電源保護(hù)
• ?HPC?：GPU/加速卡熱插拔
• ?工業(yè)?：大電流分布式電源系統(tǒng)
• ?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?：路由器線卡保護(hù)