Texas Instruments TPS1HC100-Q1智能高壓側(cè)開(kāi)關(guān)是一款具有全方位保護(hù)的高側(cè)電源開(kāi)關(guān)，它集成有NMOS功率FET和電荷泵，專(zhuān)用于對(duì)各種負(fù)載進(jìn)行智能控制。憑借著精確的電流檢測(cè)和可編程電流限制特性在市場(chǎng)上脫穎而出。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS1HC100-Q1智能高側(cè)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

輸入引腳上的1.5V低邏輯高電平閾值VIH支持使用1.8V的MCU GPIO信號(hào)。高精度電流檢測(cè)功能可提供更好的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)效果和更準(zhǔn)確的診斷，無(wú)需進(jìn)一步校準(zhǔn)。外部高精度電流限制功能允許根據(jù)應(yīng)用設(shè)置電流限制值。該器件通過(guò)在啟動(dòng)或短路條件下有效地鉗制浪涌電流，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。Texas Instruments TPS1HC100-Q1器件可用作各種阻性、感性和容性負(fù)載（包括低瓦數(shù)燈泡、LED、繼電器、電磁閥和加熱器）的高側(cè)電源開(kāi)關(guān)。

特性

• 具有全面診斷功能的適用于12V汽車(chē)系統(tǒng)的單通道智能高側(cè)電源開(kāi)關(guān)
  • 開(kāi)漏狀態(tài)輸出
  • 電流檢測(cè)模擬輸出
• 寬工作電壓范圍：3V至28V
• 低待機(jī)電流：85°C下＜0.5μA
• 工作結(jié)溫范圍：-40°C至150°C
• 支持1.8V、3.3V和5V邏輯電壓
• 通過(guò)故障檢測(cè)電壓調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)ADC保護(hù)
• 可編程電流限制：1.9A時(shí)精度為±18%
• 高精度電流檢測(cè)：1A時(shí)精度為±6%
• 保護(hù)
  • 過(guò)載和短路保護(hù)
  • 感性負(fù)載負(fù)電壓鉗位
  • 欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)
  • 具備自恢復(fù)功能的熱關(guān)斷和熱振蕩
  • 接地失效保護(hù)和失電保護(hù)
  • 對(duì)外部元件提供反向電池保護(hù)
• 診斷
  • 開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)輸出的開(kāi)路負(fù)載和電池短路檢測(cè)
  • 過(guò)載和接地短路檢測(cè)
  • 熱關(guān)斷和熱振蕩檢測(cè)
• 資格認(rèn)證
  • 符合AEC-Q100汽車(chē)級(jí)1級(jí)溫度標(biāo)準(zhǔn)
  • 支持功能安全
  • 有助于進(jìn)行功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
  • 經(jīng)測(cè)試符合AECQ100-12 A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)100萬(wàn)次接地短路測(cè)試
  • 通過(guò)ISO7637-2和ISO16750-2電瞬變抗擾度認(rèn)證
• 14引腳熱增強(qiáng)型PWP封裝

功能框圖

TPS1HC100-Q1智能高側(cè)開(kāi)關(guān)技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

Texas Instruments推出的TPS1HC100-Q1是一款單通道智能高側(cè)功率開(kāi)關(guān)，專(zhuān)為12V汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成了全面的診斷保護(hù)功能。作為AEC-Q100 Grade 1認(rèn)證的汽車(chē)級(jí)器件，它具有100mΩ導(dǎo)通電阻和2.5A連續(xù)負(fù)載能力，采用14引腳HTSSOP封裝（5mm×6.4mm），工作結(jié)溫范圍-40°C至150°C。

該器件的主要?jiǎng)?chuàng)新在于?高精度電流檢測(cè)?（±6%精度@1A）和?可編程電流限制?功能，通過(guò)外部電阻可設(shè)置限流閾值。其3V至28V的寬工作電壓范圍特別適合應(yīng)對(duì)汽車(chē)電源系統(tǒng)的負(fù)載突降等瞬態(tài)工況。

二、關(guān)鍵特性分析

1. 精確電流檢測(cè)系統(tǒng)

• ?電流鏡像技術(shù)?：采用1/KSNS比例鏡像輸出電流，典型KSNS值為1600（即1A負(fù)載電流對(duì)應(yīng)0.625mA感應(yīng)電流）
• ?自適應(yīng)電壓縮放?：SNS引腳最大輸出電壓VSNSFH隨DIAG_EN電壓自動(dòng)調(diào)整（3.3V/5V對(duì)應(yīng)不同鉗位值）
• ?寬線性范圍?：支持0-4V線性輸出，飽和電流閾值ISAT_SNS為6mA（對(duì)應(yīng)約9.6A負(fù)載）

電流檢測(cè)精度曲線顯示，在1A負(fù)載時(shí)溫度漂移小于±2%，電源電壓變化影響小于±1.5%

2. 可編程電流限制

• ?外部電阻調(diào)節(jié)?：通過(guò)ILIM引腳連接電阻RILIM設(shè)置限流值（7.15kΩ-71.5kΩ范圍）
• ?雙閾值機(jī)制?：同時(shí)集成默認(rèn)內(nèi)部限流（3A）和外部可調(diào)限流，實(shí)際取二者較小值
• ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)?：過(guò)流時(shí)可在60μs內(nèi)觸發(fā)保護(hù)，具有自動(dòng)重試（1-3ms間隔）或鎖定模式可選

3. 全面保護(hù)機(jī)制

三、設(shè)計(jì)驗(yàn)證建議

1. ?瞬態(tài)測(cè)試?：
   • 驗(yàn)證470μF容性負(fù)載啟動(dòng)特性（參考圖5-25波形）
   • 5mH感性負(fù)載關(guān)斷測(cè)試（圖5-24）
2. ?故障注入測(cè)試?：
   • 短接GND驗(yàn)證AEC-Q100-012 Grade A認(rèn)證要求
   • 模擬開(kāi)路過(guò)壓（VOUT=28V）驗(yàn)證STB檢測(cè)
3. ?環(huán)境測(cè)試?：
   • -40°C低溫下驗(yàn)證RON增加約35%（圖5-6）
   • 125°C高溫驗(yàn)證電流檢測(cè)精度退化情況

四、行業(yè)應(yīng)用趨勢(shì)

隨著汽車(chē)電子架構(gòu)向域控制器發(fā)展，TPS1HC100-Q1的?功能安全能力?（支持ISO 26262系統(tǒng)設(shè)計(jì)）和?智能診斷特性?使其成為：

• 車(chē)身控制模塊（BCM）的理想選擇
• 區(qū)域配電架構(gòu)的末端執(zhí)行器件
• 替代機(jī)械繼電器的固態(tài)解決方案