‌TPS272C45双通道智能高侧开关技术解析与应用指南

Texas Instruments TPS272C45双通道智能高侧开关设计旨在满足工业控制系统的要求。45mΩ的低导通电阻RDS(on) 可最大限度地降低器件功耗，实现100mA至3A的宽输出负载电流范围。该器件提供一个额外的低压电源（3.3V至5V）输入引脚，从而最大限度地降低空载功耗。该器件集成了多种保护功能，如热关断、输出钳位和过流限制。些功能可在发生故障（如短路）时提高系统的稳健性。

数据手册:*附件：Texas Instruments TPS272C45双通道智能高侧开关数据手册.pdf

TPS272C45器件采用可调阈值电流限制电路，通过减小驱动大容性负载时的浪涌电流并尽可能降低过载电流，提高了系统的可靠性。该器件还采用可配置浪涌电流持续时间，可通过较高的电流驱动高浪涌电流负载（如灯）或快速为容性负载充电。该器件还可提供精确的负载电流感测，以提高负载诊断功能，从而更好地进行预测性维护。

Texas InstrumentsTPS272C45器件采用引脚间距为0.5mm5mm的24引脚5mm × 4mm小型QFN无引线封装，从而最大限度地减小PCB尺寸。

特性

• 适用于24V工业应用的低 R DS(on) （典型值为45mΩ）高侧开关
• 宽直流工作电压范围：6V至36V
• 24V电源供电时具有低静态电流 ( Iq )：0.5mA/通道（典型值）
• 固定 (5.8A) 及可调节（可通过外部电阻器调节为0.7A至4A）电流限制
• 可驱动电感、容性和电阻性负载
  • 集成输出钳位支持电感负载放电
  • 容性负载驱动可通过双重阈值电流限制功能尽可能降低浪涌电流峰值
• 强大的输出保护
  • 热关断
  • 接地短路保护
  • 可配置故障处理
• 增强型诊断特性
  • 输出负载电流测量
  • 开路负载（关闭状态）检测
• 24引脚QFN(5mm × 4mm)封装
• 支持功能安全
  • 有助于进行功能安全系统设计的文档

典型应用

TPS272C45双通道智能高侧开关技术解析与应用指南‌

‌一、产品概述‌

TPS272C45是德州仪器（TI）推出的一款双通道智能高侧开关，专为24V工业控制系统设计。其核心特性包括：

• ‌低导通电阻‌：典型值45mΩ，可大幅降低功率损耗。
• ‌宽电压范围‌：支持6V至36V直流输入，适用于多种工业场景。
• ‌多重保护机制‌：集成过流限制、热关断、输出钳位等功能，提升系统鲁棒性。
• ‌高级诊断功能‌：提供负载电流检测、开路（关断状态）诊断，支持预测性维护。

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‌二、关键特性详解‌

1. ‌低功耗与高效驱动‌
   • 每通道静态电流仅0.5mA（典型值），支持节能设计。
   • 可驱动电阻性、容性及感性负载，内置输出钳位保护电感负载放电。
2. ‌灵活电流限制‌
   • 支持固定限流（5.8A）和可调限流（0.7A~4A，需外接电阻）。
   • 双阈值限流设计，有效抑制容性负载的浪涌电流。
3. ‌诊断与保护‌
   • ‌电流检测‌：通过SNS引脚输出与负载电流成比例的模拟信号，精度达±4%（1A负载时）。
   • ‌开路检测‌：关断状态下可识别线缆断裂故障。
   • ‌故障指示‌：FLT引脚（单/双通道版本）主动拉低以提示短路、过温等异常。
4. ‌封装与安全认证‌
   • 24引脚QFN封装（5mm×4mm），节省PCB空间。
   • 通过UL 2367认证，支持功能安全系统设计（符合IEC 61508标准）。

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‌三、典型应用场景‌

1. ‌工业PLC系统‌
   • 数字输出模块的负载驱动与保护。
   • IO-Link主端口的高侧开关控制。
2. ‌电机驱动与楼宇自动化‌
   • 电机启停控制，集成钳位电路保护反电动势。
   • 照明系统的高浪涌电流管理。
3. ‌容性负载快速充电‌
   • 通过可调限流与延时设置，优化电容充电效率。

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‌四、设计注意事项‌

1. ‌布局优化‌
   • PowerPad需连接至GND，并最大化铜箔面积以增强散热。
   • VS电源引脚建议通过过孔连接至电源平面。
2. ‌未使用引脚处理‌
   • SNS引脚：通过1kΩ电阻接地（若无需电流检测）。
   • FLT引脚：接地以禁用故障指示功能。
3. ‌限流配置‌
   • 通过ILIMx引脚外接电阻设置限流阈值，电阻值范围4.3kΩ~80kΩ。

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‌五、版本差异与选型建议‌

‌型号‌	‌集成LDO‌	‌故障引脚‌	‌钳位电路‌	‌适用场景‌
TPS272C45A	否	单FLT	是	需外部LDO的低功耗设计
TPS272C45D	是	双FLT1/FLT2	是	需独立通道故障诊断的系统