TPS1641 具有输出功率限制的 2.7V 至 40V、152mΩ、1.8A 电子保险丝数据手册

TPS1641x 系列是具有精确功率限制或电流限制的集成式电子保险丝器件。该器件系列通过集成过流保护、过压保护、IN to OUT 短路检测和过热保护提供强大的保护。

TPS16410TPS16411、TPS16414 和 TPS16415 器件在 15 W 时为负载提供 ±5% 的功率限制，还为瞬态过载或过流事件提供可配置的消隐时间。TPS16410、TPS16411、TPS16414 和 TPS16415 可用于低功率电路 （LPC），根据 IEC60335 和 UL60730 标准进行 15W 功率限制。TPS1641x 器件可防止相邻引脚短路和引脚对 GND 短路故障。
*附件：tps1641.pdf

PLC 和 DCS 模块中的背板电源保护等应用使用 ILIM 引脚上的电阻器来配置电流限制。TPS16412、TPS16413、TPS16416 和 TPS16417 器件在 1 A 时为负载提供 ±6% 的电流限制，并通过 dVdT 引脚提供输出转换速率控制，以便在通电时为大型电容负载充电。

TPS1641x 具有 IN 到 OUT 短路检测功能，并在 FLT 引脚上指示 IN 到 OUT 短路。FLT 引脚作为数字输入提供给 MCU 或驱动外部 PFET。

这些器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 +125°C。

特性

• 工作电压范围 （IN）：
  • 4.5 V 至 40 V（功率限制器件）
  • 2.7 V 至 40 V（限流器件）
• 在输出端可承受高达 –1 V 的负电压
• 超低导通电阻：R ON = 152 mΩ（典型值）
• 2W 至 64W 功率限制
• 0.03A 至 1.8A 电流限制
• FLT 引脚上的 IN 到 OUT 短路检测和指示
• 用于诊断和驱动外部 PFET 的 FLT 输出
• 15 W 时精度为 ±5% 的功率限制（功率限制设备）
• 1 A 时电流限制精度为 ±6%（限流器件）
• 可配置的过压保护
• 可配置的过流保护 （I OCP）
• 可配置的瞬态电流消隐时间
• 使用外部 FET 提供高达 60 V 的过压保护
• 用于浪涌电流保护的可调输出转换速率控制 （dVdt）
• 启用和关断控制
• IOCP 引脚上的输出负载电流监控
• 带热关断功能的过热保护 （OTP）
• 小尺寸：QFN 3 × 3mm，0.5mm 间距

参数

方框图

1. 产品概述

TPS1641x 是一款集成电子保险丝（eFuse）设备，提供准确的功率限制或电流限制功能，适用于冰箱、洗碗机、HVAC阀门和执行器控制、呼吸机、麻醉输送系统等应用。该系列设备集成了过流保护、过压保护、IN到OUT短路检测、过温保护等功能，具有小型QFN封装。

2. 主要特性

• ‌工作电压范围‌：输入电压范围-4.5V至40V（功率限制设备）和2.7V至40V（电流限制设备）。
• ‌低导通电阻‌：RON = 152 mΩ（典型值）。
• ‌功率和电流限制‌：2W至64W功率限制，0.03A至1.8A电流限制。
• ‌IN到OUT短路检测‌：通过FLT引脚指示。
• ‌高精度限制‌：±5%功率限制（15W时）和±6%电流限制（1A时）。
• ‌配置保护‌：可配置过压保护、过流保护、空白时间和输出斜率控制。
• ‌热保护‌：具有过热保护和热关断功能。
• ‌小型封装‌：QFN 3×3 mm，0.5 mm间距。

3. 电气规格

3.1 绝对最大额定值

• Vcc、FLT输入电压：-0.367V至60V
• IN、IN-OUT、IOCP输入电压：-0.342V至40V
• OUT输入电压：-1V至40V
• EN/SHDN、PDLY/IDLY输入电压：-0.3V至5.5V
• dVdT、PLIM/ILIM输入电压：-0.3V至5.5V
• 结温：-40°C至150°C

3.2 推荐操作条件

• Vcc供电电压：60V
• IN输入电压：4.5V至40V（功率限制设备），2.7V至40V（电流限制设备）
• OUT输入电压：0V至40V
• EN/SHDN、OVP输入电压：0V至5.5V
• PDLY/IDLY外部电容：0.01μF至10μF
• dVdT外部电容：0.01μF至5μF
• IOCP外部电阻：6.34Ω至80.6kΩ
• PLIM/ILIM外部电阻：12.4Ω至412kΩ
• 结温：-40°C至125°C

3.3 电气特性

• 工作供电电流（IQ）：1.2mA至2.1mA（典型值）
• 关机供电电流（IQSD）：14μA至36μA（典型值）
• 过压保护阈值（VOVPR/VOVPF）：1.48V至1.58V（上升），1.34V至1.46V（下降）
• 功率输出限制（PLIM）：3.66W至39.8W（典型值）
• 输出电流限制（ILIM）：0.024A至1.881A（典型值）
• 过流保护设定点（IOCP）：2.11A至2.35A（典型值）
• 热关断温度（TTSD）：155°C

4. 功能描述

• ‌启用和关断控制‌：通过EN/SHDN引脚控制设备的启用和关断。
• ‌过压保护‌：通过OVP引脚实现过压保护，可配置过压阈值。
• ‌输出斜率控制‌：通过dVdT引脚控制输出斜率，限制开机时的浪涌电流。
• ‌电流和功率限制‌：提供可配置的电流和功率限制功能，保护负载免受过流和过功率损害。
• ‌IN到OUT短路检测‌：检测IN和OUT引脚之间的短路，并通过FLT引脚指示。
• ‌热关断和过温保护‌：在结温过高时自动关断输出，保护设备免受过热损害。

5. 应用信息

• ‌典型应用‌：15W功率限制的低功率电路（LPCs）。
• ‌系统示例‌：包括在DC/DC或反激转换器输出端的准确功率或电流限制。
• ‌设计实践‌：提供最佳设计实践，如使用足够的输入电容、连接PowerPAD到GND等。

6. 布局指导

• ‌高电流路径‌：高电流路径的连接应尽可能短，并足以承载至少两倍的全负载电流。
• ‌GND连接‌：PowerPAD引脚必须用最短可能的迹线连接到PCB的GND平面。
• ‌旁路电容‌：输入旁路电容应尽可能靠近IN和GND引脚放置。

7. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：QFN 3×3 mm，0.5 mm间距。
• ‌订购信息‌：提供详细的订购代码和封装尺寸图。