Texas Instruments TPSI3050Q1EVM評估模塊用于評估TPSI3050/TPSI3050-Q1增強(qiáng)型開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。TPSI3050/TPSI3050-Q1增強(qiáng)型開關(guān)驅(qū)動(dòng)器是一款完成集成的器件，與外部電源開關(guān)結(jié)合使用時(shí)，可構(gòu)成完整的隔離式固態(tài)繼電器 (SSR)。當(dāng)標(biāo)稱柵極驅(qū)動(dòng)電壓為10V、峰值拉電流和灌電流為1.5/3.0A時(shí)，可以選擇多種外部電源開關(guān)來滿足各種應(yīng)用需求。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPSI3050Q1EVM評估模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI TPSI3050Q1EVM評估模塊可幫助設(shè)計(jì)人員評估驅(qū)動(dòng)FET時(shí)隔離式開關(guān)驅(qū)動(dòng)器的性能 該器件重點(diǎn)展示了驅(qū)動(dòng)FET時(shí)隔離式開關(guān)驅(qū)動(dòng)器的性能。

特性

• 兩線和三線模式運(yùn)行
• 直流負(fù)載配置
• 交流負(fù)載配置
• 靈活添加SCR
• 可選擇驅(qū)動(dòng)外部FET
• 可選擇驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)FET

PCB布局

基于TPSI3050-Q1評估模塊的汽車級隔離式開關(guān)驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TPSI3050-Q1是德州儀器(TI)推出的一款完全集成的隔離式開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，結(jié)合外部功率開關(guān)可構(gòu)成完整的隔離固態(tài)繼電器解決方案。該器件專為汽車和工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，如電池管理系統(tǒng)、EV/HEV車載充電器、用SSR替代機(jī)械繼電器、DC鏈路預(yù)充電電路等。

該器件采用獨(dú)特的隔離技術(shù)集成在緊湊的SOIC封裝中，無需次級側(cè)電源即可無縫替代繼電器，具有比傳統(tǒng)機(jī)械繼電器和光耦合器更高的可靠性、更低的功耗和更寬的工作溫度范圍。

二、核心特性

• ?集成隔離技術(shù)?：提供5-kVRMS增強(qiáng)型隔離，無需隔離次級電源
• ?驅(qū)動(dòng)能力?：10V柵極驅(qū)動(dòng)，1.5A峰值源電流和3A峰值灌電流
• ?靈活性?：支持AC或DC開關(guān)，支持二線或三線模式
• ?功率傳輸?：7個(gè)可電阻選擇的功率傳輸級別
• ?輔助供電?：可提供高達(dá)50mW的外部輔助電路供電

三、評估模塊(EVM)功能

TPSI3050Q1EVM評估模塊幫助設(shè)計(jì)人員評估TPSI3050-Q1隔離開關(guān)驅(qū)動(dòng)器的操作和性能，主要特點(diǎn)包括：

1. ?負(fù)載配置靈活性?：
   • 兩個(gè)背對背650V/42A NMOS管(D2PAK封裝)
   • 一個(gè)TO247-3封裝的SCR安裝位置
   • 支持多種負(fù)載配置(AC/DC固態(tài)繼電器、電池管理、預(yù)充電電路等)
2. ?易用性設(shè)計(jì)?：
   • 輸入輸出采用接線端子，便于有線連接
   • 多個(gè)測試點(diǎn)用于監(jiān)控器件功能
   • 集成3.3V LDO，可從電池為TPSI3050-Q1的VDDP供電
3. ?安全規(guī)格?：
   • 負(fù)載能力達(dá)500-VDC/350-VRMS和4A
   • 符合TI高壓評估模塊用戶安全指南

四、工作模式詳解

1. 二線模式

在二線模式下，TPSI3050-Q1僅需使用EN和VSSP兩個(gè)引腳控制：

• 當(dāng)EN≥6.5V時(shí)，電源驅(qū)動(dòng)到器件
• EN為高時(shí)，功率傳輸?shù)酱渭墏?cè)
• EN為低時(shí)，功率傳輸停止，MOSFET或SCR關(guān)閉

?配置要求?：

• 移除J2接頭，使VDDP浮空(Cin連接VSSP)
• 使用接線端子J1提供EN電壓

?性能參數(shù)?(使用PXFR #2 20kΩ)：

• EN到VDDM延遲：1.222ms
• EN到VDDH延遲：1.322ms
• EN到VDRV延遲：2.689ms
• EN下降到VDRV下降延遲：2.441μs

2. 三線模式

三線模式適用于需要更高功率傳輸水平和最快開關(guān)時(shí)間的應(yīng)用，功率傳輸與使能引腳狀態(tài)無關(guān)。

?配置選項(xiàng)?：

1. ?直接供電VDDP?：
   • J2分流器置于1-2位置
   • 直接提供VDDP(最大5.5V)
2. ?通過LDO供電VDDP?：
   • J2分流器置于2-3位置
   • 通過5V輸出LDO間接提供VDDP

?性能參數(shù)?(使用PXFR #2 20kΩ)：

• VDDP到VDDM延遲：330.5μs
• VDDP到VDDH延遲：357.6μs
• EN到VDRV延遲：3.145μs
• EN下降到VDRV下降延遲：2.461μs

五、典型應(yīng)用電路

1. ?AC/DC負(fù)載配置?：
   • 使用兩個(gè)背對背共源MOSFET
   • 負(fù)載連接在SW1-SW2端子之間
   • 可添加RC緩沖器阻尼高感性負(fù)載的開關(guān)振蕩
2. ?DC負(fù)載配置?：
   • 使用兩個(gè)并聯(lián)共源MOSFET降低RDSON
   • 推薦僅用于DC負(fù)載
3. ?SCR配置?：
   • 建議使用TPSI3050S-Q1實(shí)現(xiàn)單脈沖操作
   • 短時(shí)功率即可觸發(fā)大多數(shù)SCR
4. ?高感性負(fù)載配置?：
   • 可使用MOSFET或SCR作為開關(guān)組件
   • 提供鉗位二極管安裝位置，在開關(guān)斷開時(shí)為感性負(fù)載提供接地路徑

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?安全警告?：
   • 無人看管時(shí)不得保持EVM通電
   • 使用前必須閱讀用戶指南
   • 表面高溫警告，接觸可能導(dǎo)致燙傷
   • 禁止使用EVM測試超過VIOWM=1414-VDC的隔離電壓
2. ?PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：
   • 評估模塊采用多層PCB設(shè)計(jì)
   • 提供3D視圖和PCB各層布局參考
   • 關(guān)鍵信號路徑需保持良好隔離
3. ?熱管理?：
   • 工作期間某些電路元件(如線性穩(wěn)壓器、開關(guān)晶體管)可能產(chǎn)生高溫
   • 建議在設(shè)計(jì)中考慮適當(dāng)?shù)纳岽胧?/li>

七、選型與配件

1. ?器件選項(xiàng)?：
   • TPSI3050-Q1：標(biāo)準(zhǔn)使能型
   • TPSI3050S-Q1：僅支持三線模式，具有開關(guān)控制的單次觸發(fā)使能特性
2. ?評估模塊BOM關(guān)鍵元件?：
   • 主芯片：TPSI3050QDWZRQ1
   • LDO穩(wěn)壓器：TPS7A4901DRBR
   • MOSFET：IPB65R065C7ATMA2(650V/33A)
   • 多種規(guī)格的電阻、電容和接線端子