TPS4141-Q1 带集成开关的汽车级 1200V 可配置精密电阻分压器数据手册

TPS4141-Q1 是一款高电压、精密匹配的电阻分压器，集成了可编程增益放大器。TPS4141-Q1 还集成了一个高压开关，允许连接或断开高压感应引脚，并在断开连接时提供单向电流阻断。该设备专为需要精确高压测量的汽车和工业应用而设计。

TPS4141-Q1 可编程增益放大器支持使用 DIV0 和 DIV1 输入的四个分频比。DIV0 和 DIV1 可以设置为固定的分频比，也可以在运行时动态更改。这允许将放大器输出 （AOUT） 与模数信号链的满量程输入电压相匹配，从而提高整个目标电压检测范围内的精度。
*附件：tps4141-q1.pdf

TPS4141-Q1 支持单向或双向电压测量。通过提供从 REF 到 HVGND 的外部精密电压基准来支持双向电压测量。在运行期间，可以使用 DIV0 和 DIV1 在双向和单向电压感应之间切换。将 REF 连接到 HVGND 仅提供单向电压感应。

TPS4141-Q1 集成了一个高压开关，从高压感应引脚 （HV） 到接地 （HVGND） 的断态电压大于 1200V。断开时，该开关提供从 HV 到 HVGND 的单向电流阻断。

特性

• 适用于汽车应用
  • AEC-Q100 1 级：-40°C 至 125°C 环境工作温度
• 集成高压电阻分压器
  • 30MΩ 总电阻，精密匹配分压器
  • 没有暴露的高阻抗节点，提高了电路板污染物的测量完整性
• 集成高压断路开关
  • 1200V 断态电压，单向阻断
  • < TA = 105°C 时漏电流为 1.5μA
• 集成精密放大器
  • 缓冲输出，便于与模数转换器连接
  • 动态可选的增益设置，可在高压感应范围内最大限度地提高精度
• 测量精度：±0.25%
• 支持高达 ±1200V 的单向和双向电压感应
• 在单向和双向电压传感作之间动态切换
• 低电源电流
  • 5mA 导通状态电流
  • 5.5μA OFF 状态电流
• SOIC （DWQ-11） 封装
  • 从高压感应引脚到所有其他引脚的爬电距离和间隙≥ 8mm

参数

方框图

一、产品概述

TPS4141-Q1是一款专为汽车和工业应用设计的高压、高精度电阻分压器，集成了可编程增益放大器和高压断开开关。该设备支持高达±1200V的电压测量，并提供了单向和双向电压感测功能。TPS4141-Q1适用于混合动力、电动和动力传动系统、电池管理系统（BMS）以及太阳能能源等领域。

二、主要特性

• ‌高压电阻分压器‌：总电阻30MΩ，精度匹配。
• ‌集成高压断开开关‌：1200V耐压，单向阻断，漏电流<1.5μA（TA=105°C）。
• ‌集成可编程增益放大器‌：缓冲输出，动态可选增益设置，测量精度±0.25%。
• ‌支持单向和双向电压感测‌：通过外部参考电压实现双向感测。
• ‌低功耗‌：ON状态电流5mA，OFF状态电流5.5μA。
• ‌AEC-Q100认证‌：适用于汽车应用，满足-40°C至125°C的工作温度范围。
• ‌SOIC封装‌：Creepage和clearance≥8mm，从高压感测引脚到其他引脚。

三、引脚配置与功能

TPS4141-Q1采用11引脚SOIC-WB封装，主要引脚包括：

• ‌VDD‌：电源输入。
• ‌HVGND‌：高压地。
• ‌CE‌：芯片使能信号（高电平有效）。
• ‌DIV0/DIV1‌：分压比选择输入。
• ‌AOUT‌：放大器输出。
• ‌REF‌：放大器参考输入（双向感测时连接外部参考电压）。
• ‌HV‌：高压输入。

四、电气特性

• ‌供电电压‌：VDD为4.5V至20V。
• ‌高压输入范围‌：单向感测时0V至1200V，双向感测时-1200V至1200V。
• ‌放大器增益误差‌：±0.25%（-40°C至150°C）。
• ‌测量偏移电压‌：±240mV（-40°C至150°C）。
• ‌低功耗‌：VDD电流在ON状态为5mA，OFF状态为5.5μA（25°C），最大60μA（-40°C至150°C）。

五、功能描述

• ‌单向电压感测‌：REF引脚连接HVGND，仅测量HV引脚相对于HVGND的正电压。
• ‌双向电压感测‌：REF引脚连接外部参考电压，测量HV引脚相对于HVGND的正负电压。
• ‌动态分压比选择‌：通过DIV0和DIV1引脚动态选择分压比，优化放大器输出范围，提高测量精度。
• ‌高压断开开关‌：在HV和HVGND之间提供高压断开功能，断开时具有单向电流阻断特性。

六、应用信息

TPS4141-Q1适用于需要高精度高压测量的汽车和工业应用，如电池管理系统、电动汽车充电器、太阳能板监控等。数据手册提供了典型应用电路、设计要求、详细设计步骤以及布局指南，以帮助设计师实现高性能、高可靠性的电压测量解决方案。

七、封装与订购信息

• ‌封装类型‌：11引脚SOIC-WB封装，尺寸为10.3mm × 10.3mm。