TPS25990 带数字遥测控制器的 2.9V 至 16V、0.79mΩ、60A 电子保险丝数据手册

TPS25990 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器件。该器件使用极少的外部元件提供多种保护模式，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。关键系统参数可以通过远程遥测读回。各种保护、警告阈值和系数可通过 PMBus® 配置或存储在非易失性配置存储器中。Blackbox 故障记录功能有助于调试现场故障和返回。
*附件：tps25990.pdf

该器件可用作独立的 eFuse，或作为并联 eFuse 配置中的初级控制器连接，以支持更高的电流。所有器件都会主动同步其工作状态，并在启动和稳态期间共享电流，以避免对某些器件施加过大的压力，从而导致并联链过早或部分关闭。

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先进的动态平台电源管理技术，如 Intel PSYS 和 PROCHOT，以最大限度地提高系统吞吐量和电源利用率。这与集成的数字示波器功能和 Blackbox 相结合，有助于关键系统的预测性维护。

这些器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 +125°C。

特性

• 输入工作电压范围：2.9 V 至 16 V
  • 输入时绝对最大值为 20V
  • 输出端可承受高达 –1 V 的电压
• 集成低导通电阻 FET：0.79 mΩ（典型值）
  • 额定电流为 50 A RMS 和 60 A 峰值电流
• 可用作并联配置的独立 eFuse 或主控制器
  • 支持并联多个 eFuse 以支持更高的电流
  • 在启动和稳态期间进行有源器件状态同步和负载共享，以实现无限的可扩展性
• 用于遥测、控制、配置和调试的 PMBus® 接口
  • P IN/E IN/V IN/V OUT/I IN/温度/故障监控
  • 使用单个命令重启
  • 片上非易失性配置存储器
  • 具有相对时间戳的多个事件的黑盒故障记录，并可选择存储在外部 EEPROM 上
• 强大的过流保护
  • 可编程过流阈值 （I OCP）：7 A 至 50 A，精度为 ±5%（最大值）
  • 稳态期间的断路器响应，具有可编程瞬态消隐定时器 （OC_TIMER），以支持峰值负载电流
  • 启动期间的有效电流限制 （I LIM）
• 强大的短路保护
  • 快速跳闸响应 （280 ns）
  • 可编程和固定阈值
  • 不受电源线瞬变的影响 — 不会发生令人讨厌的跳闸
• 可编程过热保护 （OTP）
  • 保证 FET SOA： 8 W√s
• 集成 FET 健康监测和报告
• 精确的模拟负载电流监控 （IMON）
  • ±2% 准确率

  • 500kHz 模拟带宽

• 可编程的快速过压保护门槛
• 可编程输出转换速率控制 （dVdt）
• 可编程插入延迟定时器
• 可编程欠压锁定 （UVLO）
• 模拟芯片温度监控器输出 （TEMP）
• 四个可配置的通用 I/O 引脚
• 小尺寸：QFN 4.5mm × 5mm、0.6mm 间距
  • 电源和 GND 引脚之间的间隙为 29 mil
• 100% 不含铅

参数

方框图

1. 产品概述

TPS25990 是一款集成的高电流电路保护和电源管理设备，提供多重保护模式，包括过流、短路和过压保护。该设备通过 PMBus® 数字遥测接口实现监控、控制、配置和调试，适用于需要高电流保护和高精度遥测的场合。

2. 主要特性

• ‌高电流支持‌：最大支持 60A 电流。
• ‌集成 PMBus® 接口‌：支持遥测、控制、配置和调试。
• ‌多重保护模式‌：
  • 过流保护（可编程过流阈值，最高 50A）。
  • 短路保护（具有快速跳闸响应）。
  • 过压保护（可编程过压阈值）。
  • 过热保护（带温度传感和报告）。
• ‌高精度模拟负载电流监控‌：±2% 精度。
• ‌可编程输出斜率控制‌：减少启动时的浪涌电流。
• ‌黑匣子故障记录‌：帮助调试现场故障。

3. 电气规格

3.1 绝对最大额定值

• 输入电压范围：2.9V 至 16V
• 输出电压范围：V_IN 至 20V
• 结温范围：-40°C 至 125°C
• 漏源极击穿电压：>20V

3.2 推荐操作条件

• 输入电压：4.5V 至 16V（VDD），2.9V 至 16V（V_IN）
• 工作结温：-40°C 至 125°C

3.3 电气特性

• 导通电阻（典型）：0.79mΩ（最大 1.05mΩ）
• 过流保护阈值（可编程）：7A 至 50A（±5% 精度）
• 短路保护响应：快速跳闸响应，可编程阈值
• 过压保护阈值（可编程）：最高 17.08V
• 温度传感器增益：2.58mV/°C 至 2.72mV/°C
• 模拟负载电流监控精度：±2%

4. 功能描述

• ‌过流保护‌：包括稳态过流保护（电路断路器模式）和启动时的过流限制。
• ‌短路保护‌：具有快速跳闸响应，防止严重短路损坏设备。
• ‌过压和欠压保护‌：监测输入电压，防止过压和欠压情况。
• ‌过热保护‌：内置热关断机制，保护设备免受过热损坏。
• ‌模拟负载电流监控‌：提供高精度的负载电流监控信号。
• ‌PMBus® 接口‌：支持远程监控、控制、配置和调试。
• ‌黑匣子故障记录‌：记录故障事件，帮助调试。

5. 应用信息

• ‌典型应用‌：服务器主板、扩展卡、图形卡、加速器卡、企业交换机和路由器等。
• ‌设计工具‌：提供 TPS25990x 设计计算器，帮助用户根据应用需求选择合适的组件值。

6. 设计与实施

• ‌设计考虑‌：包括输入和输出电容的选择、电流感应电阻的计算、过流和短路保护阈值的设置等。
• ‌布局指南‌：提供详细的布局建议，以优化热性能和减少电磁干扰（EMI）。

7. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：VQFN-HR，26 引脚，4.50mm x 5.00mm
• ‌订购信息‌：提供详细的订购信息和封装尺寸图。