Texas Instruments TPS1641x功率和電流限制型電子保險(xiǎn)絲提供準(zhǔn)確的功率或電流限制。該器件提供強(qiáng)大的保護(hù)，包括集成過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、輸入到輸出短路檢測(cè)和過溫保護(hù)。TPS16410和TPS16411設(shè)備在15W時(shí)為負(fù)載提供±5%的功率限制，并為瞬態(tài)過載或過電流事件提供可配置的消隱時(shí)間。根據(jù)IEC60335和UL60730標(biāo)準(zhǔn)，TPS16410和TPS16411可用于15W功率限制的低功耗電路 (LPC)。TPS1641x器件提供保護(hù)，防止相鄰引腳短路和引腳對(duì)接地 (GND) 短路故障。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS1641x功率和電流限制型電子保險(xiǎn)絲數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

PLC和DCS模塊中的背板電源保護(hù)等應(yīng)用通過ILIM引腳上的電阻器配置電流限制。 TPS16412和TPS16413器件在1A時(shí)為負(fù)載提供±6%的電流限制，并且這些器件還通過dVdT引腳提供輸出轉(zhuǎn)換速率控制，以在上電時(shí)為大電容負(fù)載充電。Texas Instruments TPS1641x具有IN至OUT短路檢測(cè)功能。器件在FLT引腳上指示IN到OUT短路。FLT引腳可以作為數(shù)字輸入提供給MCU，也可以用于驅(qū)動(dòng)外部PFET。這些器件的特點(diǎn)是在-40°C至+125°C的結(jié)溫范圍內(nèi)運(yùn)行。

特性

• 工作電壓范圍 (IN)
  • TPS16410、TPS16411：4.5V至40V
  • TPS16412、TPS16413：2.7V至40V
• 在輸出端，它能承受高達(dá)-1V的負(fù)電壓。
• 超低導(dǎo)通電阻（RON = 152mΩ（典型值））。
• TPS16410、TPS16411：2W至64W功率限制
• TPS16412、TPS16413：0.03A至1.8A電流限制
• FLT引腳上的IN到OUT短路檢測(cè)和指示
• 用于診斷和驅(qū)動(dòng)外部PFET的FLT輸出
• 15W時(shí)±5%精確功率限制（TPS16410、TPS16411）
• 1A時(shí)±6%的精確電流限制（TPS16412、TPS16413）
• 可配置的過電壓保護(hù)
• 可配置的過電流保護(hù) (IOCP)
• 瞬態(tài)電流的可配置消隱時(shí)間
• 通過外部FET提供高達(dá)60V的過電壓保護(hù)
• 可調(diào)節(jié)的輸出轉(zhuǎn)換速度控制 (dVdt)，用于保護(hù)浪涌電流
• 啟用和關(guān)閉控制
• 在IOCP引腳輸出負(fù)載電流監(jiān)測(cè)
• 過溫保護(hù) (OTP)，具有熱關(guān)斷功能
• QFN 3mm × 3mm, 0.5mm間距，占位面積小

功能框圖

德州儀器TPS1641x系列電子保險(xiǎn)絲技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述與核心特性

TPS1641x是德州儀器(TI)推出的40V/1.8A功率和電流限制型電子保險(xiǎn)絲(eFuse)系列產(chǎn)品，具有輸入輸出短路檢測(cè)功能。該系列器件具有以下顯著特性：

• ?寬電壓工作范圍?：
  • 功率限制器件(TPS16410/11/14/15)：4.5V至40V
  • 電流限制器件(TPS16412/13/16/17)：2.7V至40V
• ?超低導(dǎo)通電阻?：典型值僅152mΩ
• ?精確保護(hù)機(jī)制?：
  • 功率限制器件：±5%精度(15W時(shí))
  • 電流限制器件：±6%精度(1A時(shí))
• ?集成保護(hù)功能?：
  • 可配置過壓保護(hù)(OVP)
  • 可編程過流保護(hù)(IOCP)
  • 輸出浪涌電流控制(dVdt)
  • 過熱保護(hù)(OTP)
• ?IN至OUT短路檢測(cè)?：可檢測(cè)并指示引腳間短路狀態(tài)
• ?小型封裝?：3mm×3mm VSON-10封裝

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)

2.1 基本參數(shù)

• ?最大輸入電壓?：40V(連續(xù))，60V(瞬態(tài))
• ?輸出電流限制范圍?：0.03A至1.8A
• ?功率限制范圍?：2W至64W
• ?靜態(tài)電流?：
  • 工作模式：1.2mA(典型值)
  • 關(guān)斷模式：14μA(典型值)

2.2 保護(hù)特性

• ?過壓保護(hù)閾值?：1.48V至1.58V(上升沿)
• ?短路保護(hù)響應(yīng)時(shí)間?：280ns
• ?熱關(guān)斷溫度?：155°C(典型值)
• ?ESD保護(hù)?：
  • 人體模型(HBM)：±1500V
  • 充電器件模型(CDM)：±500V

三、功能模塊詳解

3.1 功率/電流限制機(jī)制

TPS1641x系列包含兩種限制模式：

1. ?功率限制模式?(TPS16410/11/14/15)：
   • 通過PLIM引腳外接電阻設(shè)置限制值
   • 計(jì)算公式：PLIM = 13.82W × 95.3kΩ/RPLIM
   • 提供可配置的瞬態(tài)負(fù)載消隱時(shí)間(通過PDLY引腳電容)
2. ?電流限制模式?(TPS16412/13/16/17)：
   • 通過ILIM引腳外接電阻設(shè)置限制值
   • 計(jì)算公式：ILIM = 0.984A × 10kΩ/RILIM
   • 提供可配置的過流消隱時(shí)間(通過IDLY引腳電容)

3.2 IN至OUT短路檢測(cè)

TPS16410/11/12/13型號(hào)集成了獨(dú)特的引腳間短路檢測(cè)功能：

• 檢測(cè)電阻閾值：30mΩ
• 檢測(cè)時(shí)間：
  • FET導(dǎo)通時(shí)：135ms
  • FET關(guān)斷時(shí)：20ms
• 通過FLT引腳輸出故障指示
• 符合IEC60335和UL60730標(biāo)準(zhǔn)要求

3.3 熱管理與保護(hù)

器件采用多層保護(hù)機(jī)制確?？煽啃裕?/p>

1. ?分級(jí)熱保護(hù)?：
   • 溫度警告：125°C
   • 熱關(guān)斷：155°C
   • 遲滯：12°C
2. ?功率耗散管理?：
   • 通過PowerPAD?實(shí)現(xiàn)高效散熱
   • 熱阻參數(shù)：
     • 結(jié)到環(huán)境：43.7°C/W
     • 結(jié)到PCB：15.8°C/W

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

4.1 15W功率限制電路(LPC應(yīng)用)

?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：

1. 使用95.3kΩ PLIM電阻設(shè)置15W限制
2. 配置12nF PDLY電容實(shí)現(xiàn)6.5ms消隱時(shí)間
3. 添加150nF dVdt電容控制浪涌電流<350mA
4. 過壓保護(hù)設(shè)置：
   • 使用1MΩ和47kΩ電阻分壓
   • 32V觸發(fā)閾值

4.2 布局指南

1. ?關(guān)鍵布局原則?：
   • 功率路徑盡量短且寬(承載2倍滿載電流)
   • PowerPAD必須焊接至PCB地平面
   • 輸入輸出電容盡量靠近器件引腳
2. ?熱設(shè)計(jì)考慮?：
   • 使用多個(gè)散熱過孔連接至地層
   • 對(duì)于高功率應(yīng)用增加銅面積
   • 敏感信號(hào)遠(yuǎn)離功率走線

五、器件選型指南