TPS1689 9V 至 80V、3.65mΩ、20A 可堆叠集成热插拔 （eFuse），带 PMBus 数字遥测数据手册

TPS1689x 是一款采用小型封装的集成式大电流电路保护和电源管理解决方案。该器件使用极少的外部元件即可提供多种保护模式，是针对过载、短路和过大浪涌电流的可靠防御。集成的 PMBus™ 接口允许主机控制器实时监控、控制和配置系统。可以回读关键系统参数以进行远程遥测。各种保护/警告阈值和系数可通过 PMBus 进行配置，或存储在非易失性配置存储器中。集成的快速准确感应模拟负载电流监控器有助于预测性维护和高级动态平台电源管理，例如 Intel PSYS 和 PROCHOT，以优化服务器和数据中心性能。黑盒故障记录功能有助于调试现场故障/返回。为了获得更高的电流支持，TPS1689x 可以与 TPS1685x 并联连接。这些器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 +125°C。
*附件：tps1689.pdf

特性

• 输入工作电压范围：9V 至 80V
  • 92V 绝对最大额定值
  • 在输出端可承受高达 –5V 的负瞬态电压
• 具有低导通电阻的集成 FET
  • RON = 3.65mΩ （典型值）
• 用于遥测、控制、配置和调试的 PMBus 接口
  • PIN/EIN/VIN/VOUT/IIN 温度和故障监控
  • VIN/VOUT 监控精度：±0.5%
  • 可编程过流保护
    • 可调过流阈值：2A 至 20A
    • 可编程瞬态过流定时器 （OC_TIMER）
  • 可编程转换速率控制 （dvdt）
  • 可编程电源正常/故障/警报指示
  • 可编程过热保护
  • 用于配置值的非易失性配置存储器
  • 黑匣子故障记录，可选择存储在外部 EEPROM 中
• 对严重过流（短路）事件的快速跳闸响应
• 精确的模拟负载电流监控 （IMON）
  • 最大电流的 50%–100% 时误差为 <3%
• 小尺寸：QFN 6mm × 5mm
  • 60V 的 IPC9592B 间隙

参数

方框图

一、产品概述

TPS1689是一款集成了高电流电路保护和电源管理功能的智能电子保险丝（eFuse），适用于9V至80V的输入电压范围。该器件具备PMBus®数字接口，可实现遥测、控制、配置和调试功能，适用于服务器、高性能计算、网络接口卡等多种应用场景。

二、主要特性

• ‌高电压范围‌：支持9V至80V的输入操作电压，绝对最大额定值为92V。
• ‌低内阻‌：集成FET的导通电阻（R ON）典型值为3.65mΩ。
• ‌PMBus接口‌：支持遥测、控制、配置和调试，包括VIN/VOUT监测、温度监测和可编程过流保护等功能。
• ‌可编程保护‌：包括可调过流阈值（2A至20A）、瞬态过流定时器、可编程斜率控制（dVdt）和过温保护。
• ‌快速故障响应‌：对严重过流（短路）事件具有快速跳闸响应。
• ‌精确电流监测‌：提供精确的模拟负载电流监测，误差小于3%。
• ‌小封装‌：采用QFN 6mm × 5mm封装，满足IPC9592B 60V间距要求。

三、引脚配置与功能

TPS1689采用23引脚LQFN封装，主要引脚包括：

• ‌IN/VDD‌：电源输入引脚。
• ‌OUT‌：电源输出引脚。
• ‌IMON‌：模拟电流监测输出引脚，用于监测负载电流。
• ‌ILIM‌：电流限制设置引脚，通过外部电阻设置电流限制阈值。
• ‌IREF‌：参考电压输出引脚，用于过流保护块的阈值设置。
• ‌DVDT‌：启动输出斜率控制引脚，用于控制启动时的斜率以限制涌入电流。
• ‌EN/UVLO‌：使能/欠压锁定输入引脚，控制器件的启动和关闭。
• ‌PGOOD‌：电源正常输出引脚，指示输出电源是否稳定。
• ‌FLT‌：故障指示输出引脚，低电平有效，表示发生故障。
• ‌SWEN‌：电源开关使能引脚，控制内部FET的开关。
• ‌SMBA/FLT‌：SMBus告警/故障输出引脚，低电平有效，表示SMBus告警或故障。

四、电气特性

• ‌输入电压范围‌：9V至80V（VDD和IN）。
• ‌输出电压范围‌：V IN至80V。
• ‌连续开关电流‌：最大20A。
• ‌过流保护阈值‌：可调，范围为2A至20A。
• ‌热关断温度‌：150°C（典型值）。
• ‌启动时间‌：由插入延迟和dVdt控制决定。

五、功能描述

• ‌欠压保护‌：监测VDD和VIN电压，防止电压过低导致系统不稳定。
• ‌过压保护‌：监测IN电压，防止输入电压过高损坏器件。
• ‌过流保护‌：包括稳态过流保护（电路断路器）和瞬态过流保护（快速跳闸）。
• ‌短路保护‌：对输出短路提供快速保护。
• ‌热保护‌：内部热关断机制防止FET过热损坏。
• ‌模拟电流监测‌：提供精确的负载电流监测，用于高级动态平台电源管理。

六、应用与实现

• ‌典型应用‌：数据中心服务器中的54V、2kW电源路径保护，具有PMBus接口。
• ‌设计步骤‌：包括选择eFuse器件数量、设置过流保护阈值、选择电阻和电容值等。
• ‌布局指南‌：强调关键组件的放置、接地考虑和信号路径优化。
• ‌电源建议‌：提供电源连接和瞬态保护的详细建议。

七、器件与文档支持

• ‌设计工具‌：提供TPS1689x设计计算器工具，简化设计过程。
• ‌文档更新通知‌：用户可注册接收文档更新通知。
• ‌技术支持‌：TI E2E™支持论坛提供快速的设计帮助和验证答案。
• ‌静电放电（ESD）警告‌：提醒用户注意静电放电可能对器件造成的损害。

八、封装与订购信息

• ‌封装类型‌：LQFN-23，5mm × 6mm。
• ‌订购信息‌：提供详细的封装尺寸、引脚排列、包装选项和RoHS合规性信息。