コンポーネントがインストールされているときはいつでもサージ電流を調節し、コンポーネントが使用中に短絡や過電流の問題から保護します。
これにより、システム全体をシャットダウンせずに損傷したコンポーネント、拡張機能、またはメンテナンスの置換が可能になります。これは、サーバーやネットワークスイッチなどの高可用性システムにとって重要です。
概要
ホットスワップアプリケーションでは、TPS2471Xの主な機能は、外部NチャネルMOSFETを2.5 Vから18 Vで確実に駆動することです。障害タイミングと調整可能な電流制限を使用して、起動中の過剰な電流からの供給と負荷を保護します。
さらに、回路は、外部MOSFETが安全な動作エリア（SOA）内にとどまることを保証します。イングラッシュ電流も制御します。さらに、このホットスワップ電源を使用して、入力電源をシャットオフすることなく、荷重回路の故障した部分を交換できるようになりました。
TPS24710/11/12/13は、使用できるコントローラーの一種です。 2.5 Vから18 Vの電圧で作業するように作られており、ホットスワップコントローラーと呼ばれるものであり、これは外部NチャンネルMOSFETを安全に制御できることを意味します。
また、プログラム可能な電流制限と障害時間があることもわかります。これらは、物事を開始しているときに供給と負荷をあまりにも電流から安全に保つためにそこにあります。
デバイスが起動した後、プログラムされたタイムアウトが発生するまでのみ、ユーザーが選択した制限を上回る電流を移動させます。ただし、非常に大きなオーバーロードイベントがある場合は、ソースから負荷をすぐに切断します。
問題は、現在のセンスのしきい値が低いことであり、25mVであり、非常に正確であるため、より小さく、パワーの失われたものが少なく、フットプリントが小さくなるというセンス抵抗器を使用できます。
さらに、プログラム可能な電力制限により、外部MOSFETが常に安全な動作エリアSOA内で動作していることを確認します。
このため、私たちは小さく、システムがより信頼性が高くなるMOSFETを使用することができます。また、ステータスに目を光らせ、ラインのさらに下の負荷を制御するために利用できる電力と断層の出力があります。
機能ブロック図
ピンアウトの詳細
| で | 2 | 2 | 私 | デバイスを有効にするためのアクティブハイロジック入力。抵抗器の仕切りに接続します。 |
| flt | - | 10 | 過負荷障害を通知するオープンドレイン出力（アクティブハイ）により、MOSFETがオフになります。 | |
| fltb | 10 | - | 過負荷障害を示すオープンドレイン出力（アクティブロー）、MOSFETの電源を切る。 | |
| ゲート | 7 | 7 | 外部MOSFETのゲートを駆動するための出力。 | |
| GND | 5 | 5 | - | 地上接続。 |
| 外 | 6 | 6 | 私 | 出力電圧を検出してMOSFET電力を監視します。 |
| pg | - | 1 | MOSFET電圧に基づいて、電力状態を示すオープンドレイン出力（アクティブハイ）。 | |
| PGB | 1 | - | MOSFET電圧によって決定される電力状態を通知するオープンドレイン出力（アクティブ低下）。 | |
| Prog | 3 | 3 | 私 | このピンからGNDに抵抗器を接続することにより、MOSFETの最大電力散逸を設定します。 |
| センス | 8 | 8 | 私 | VCCとSenseの間のシャント抵抗を介して電圧を監視するための電流検知入力。 |
| タイマー | 4 | 4 | I/o | コンデンサに接続して、障害のタイミング期間を定義します。 |
| VCC | 9 | 9 | 私 | 電力と感覚の入力電圧を供給します。 |
回路図
ピンの説明
で
この特定のENピンに1.35 V以上の電圧を適用すると、ゲートドライバーのスイッチをオンにするか、オンにします。
外部抵抗器の仕切りを追加すると、電圧レベルに目を向けてENピンが下回りモニターのように動作します。
ENピンを低くして高く戻ってサイクリングすると、TPS24710/11/12/13のリセットボタンを押しているようになります。
このピンを浮かんでいないままにしないでください。何かに接続する必要があります。
flt
FLTピンは、TPS24712/13のバリアント専用です。このアクティブな高オープンドレイン出力は、TPS24712/13が現在の制限で機能しており、障害タイマーが期限切れになっているため、現在の制限で機能しています。
FLTピンの作用方法は、使用しているICのバージョンによって実際に依存します。 TPS24712の場合、ラッチモードで動作します。一方、TPS24713は再試行モードで動作します。
障害タイマーがなくなった場合、ラッチモードの場合、外部MOSFETをオフにし、FLTピンをオープンドレイン状態に保ちます。このラッチモードをリセットするには、EN PINまたはVCCのいずれかをサイクリングできます。
障害タイマーが期限切れになったときに再試行モードの場合、最初に外部MOSFETをオフにします。その後、タイマーの16サイクルが充電および排出されるのを待ちます。
待った後、再起動しようとします。このプロセス全体が、障害がまだある限り、繰り返し続けます。再試行モードでは、FLTピンは、障害タイマーが外部MOSFETを無効にすると、いつでもオープンドレインになります。
連続障害がある場合、FLT波形は一連のパルスに変わります。 EN PINのような外部MOSFETを無効にする場合、FLTピンは、過剰な膨大なシャットダウンまたはUVLOアンダーボルテージロックアウトのような外部MOSFETを無効にしてもアクティブにならないことに注意してください。このピンを使用していない場合は、浮かんでいるままにしておくことができます。
fltb
FLTBピンは、TPS24710/11専用です。 TPS24710/11/12/13が障害タイマーが「時間が経過している」と言うのに十分な長さの現在の制限になっている場合、このアクティブローのオープンドレイン出力は低くなります。
FLTBピンの動作方法は、使用しているICバージョンに依存します。 TPS24710はラッチモードで動作し、TPS24711は再試行モードで動作します。
ラッチモードの場合、障害タイムアウトは外部MOSFETをオフにし、FLTBピンを低く保持します。ラッチモードをリセットするには、ENまたはVCCをサイクリングできます。再試行モードの場合、障害タイムアウトは最初に外部MOSFETをオフにします。16サイクルのタイマー充電と排出を待ってから、再起動を試みます。
このプロセス全体が、障害が存在する限り繰り返されます。再試行モードでは、障害タイマーが外部MOSFETを無効にするたびにFLTBピンが低く引っ張られます。
連続障害がある場合、FLTB波形は一連のパルスになります。 FLTB PINは、外部MOSFETがENによって無効になっている場合にアクティブ化しないことに留意してください。このピンを使用していない場合、フローティングを残すことができます。
ゲート
ゲートピンは本当に重要です。なぜなら、外部MOSFETを本質的に何をすべきかを伝える方法だからです。これを支援するために、30 µAの電流を与える電荷ポンプがあります。この余分な電流は、外部MOSFETのパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。
ゲートとソースの間の電圧が高すぎず、損傷を引き起こすことを確認するために、ゲートとVCCの間に13.9ボルトに設定されたクランプがあります。 VCCは通常、物事が正常に実行されている場合、通常はVoutに非常に近いため、これは特に重要です。
私たちが最初に起動するとき、トランスコンダクタンスアンプが特定のMOSFET（M1）のゲート電圧を慎重に調整します。これは、最初に何かをオンにしたときに起こる可能性のある電流の急増であるイングラッシュ電流を制限するのに役立ちます。
この間、タイマーピンはタイマーコンデンサ（CT）を充電しています。イングラッシュ電流のこの制限は、ゲートとVCC間の電圧の差がタイマーアクティベーション電圧と呼ばれる特定のポイントを超えるまで継続します。 VCCが12ボルトの場合、この電圧は5.9ボルトです。
電圧の差がこのしきい値を超えると、TPS24710/11/12/13は回路ブレーカーモードと呼ばれるものになります。
タイマーのアクティベーション電圧は、イングラッシュ操作が停止し、タイマーが電流を提供し、代わりに沈むように停止する電圧がヒットすると、トリガーのように機能します。
現在、サーキットブレーカーモードでは、現在のrsenseを通過し、MOSFETのパワーリミットスキームに基づいて制限を比較しています（詳細については、詳細についてはProgをチェックしてください）。
Rsenseを通る電流がこの制限を超えると、MOSFET M1がオフになり、保護されます。ゲートピンは、いくつかの特定の状況でも無効にすることができます。
特定の障害条件が発生した場合、ゲートは11-MAの電流源によって引き下げられます。
障害タイマーは、過負荷電流障害（vSenseが25 mVを超える場合）の間に時間がなくなります。
電圧venは、設定レベルを下回ります。
電圧VVCCは、電圧下のロックアウト（UVLO）しきい値を下回ります。
出力に硬い短絡がある場合、ゲートは、非常に短い時間（13.5 µs）の電源ソースAがはるかに強力に引き下げられます。
これは、VCCとSenseの電圧の差が60 mVを超える場合にのみ発生し、これが急速な閉鎖状況があることを示しています。このクイックシャットダウンの後、外部MOSFETをオフに保つために11-MA電流が使用されます。
最後に、チップが過剰な温度シャットダウンしきい値を超えて熱くなりすぎると、ゲートピンも無効になります。 Gate Pinは、チップの特定のバージョン（TPS24710およびTPS24712）のラッチモードでは低くなります。他のバージョン（TPS24711およびTPS24713）の場合、定期的に再起動しようとします。
覚えておくべき重要なことの1つは、外部抵抗器をゲートピンからグランド（GND）またはゲートピンから出力（OUT）に直接接続しないでください。
GND
GNDピンは非常に簡単です。システムの地面に接続しています。回路内のすべての電圧の共通参照ポイントと考えてください。
外
OUTピンは、M1とも呼ばれる外部MOSFETのドレインとソースの電圧の差を監視するために本当に重要です。この電圧読み取り値は、パワーグッドインジケーター（PG/PGB）と電力制限エンジンの両方に必要です。
どちらもこのピンからの正確な測定に依存して、適切に機能します。潜在的に損傷する負の電圧スパイクからOUTピンを保護するには、クランプダイオードまたは十分なコンデンサを使用する必要があります。
多くのパワーがある状況では、SMCパッケージの3 Aと40 Vの定格のSchottkyダイオードを適切なクランプソリューションとして提案します。
また、低インピーダンスセラミックコンデンサを使用して、OUTピンをGNDにバイパスする必要があります。このコンデンサの静電容量は、10 nfから1μfの間にある必要があります。
pg
PGピンは、TPS24712/13コンポーネント専用です。この出力は、アクティブハイモードで機能します。これは、物事が良好でオープンドレインとして設定されたときに高くなることを意味します。
これにより、DC/DCコンバーターまたはその他の監視回路に簡単に接続できます。
PGピンは高インピーダンス状態になります。つまり、FETの排水電圧が170 mVを下回ると、本質的に切断されます。これは、誤ったトリガーを避けるために3.4ミリ秒の短い遅延の後に発生します。逆に、VDが240 mVを超えると低くなります。
M1のVDSが増加した後、PGピンは低インピーダンス状態になります。これは、同じ3.4ミリ秒の遅延後に積極的に低く引っ張られることを意味します。これは、これらの状況のいずれかのためにゲートをGNDに引っ張ったときに起こります。
v センス 25 mVを超えています。
v（v（v）を引き起こす出力には重度の短絡があります CC - 感覚）60 MVを超えることで、速い締め切りのシャットダウンしきい値に達したことを示しています。
vの電圧 で 設定のしきい値を下回る。
vの電圧 VCC ボルテージアンダーロックアウト（UVLO）しきい値を下回ります。
DIEの温度は、過剰な温度シャットダウン（OTSD）しきい値を上回ります。
PGピンを使用する予定がない場合は、単に接続されていないままにすることができることを覚えておくことが重要です。回路の残りの動作には影響しません。
PGB
TPS24710/11デバイス専用のPGBピンを指定します。この特定の出力は、その動作において、アクティブな低い構成で動作し、DC/DCコンバーターまたはそこから下流の回路に接続できるように特別に作成したオープンドレイン設計で特徴付けます。
PGB信号は遷移を行い、低状態に移動し、フィールド効果トランジスタ（FET）の電圧（VD）が170 mV未満のレベルに低下することが観察されると、これは3.4ミリ秒続くデグリッチ遅延が発生した後に発生します。
一方、VDSが240 mVを超えると開いた排水状態に戻り、戻ってきます。 M1のVDが増加した後、以下にリストする状況のいずれかでゲートが地面に引き下げられたときに発生するものが発生した後、PGBは同じ3.4 msのDeglitch遅延を待った後、高インピーダンスの状態に入ります。
ICは、VSense電圧が25 mVを超えることがわかると、過負荷電流障害を検出します。
ICが重度の出力短絡路が存在することを発見した場合、V（VCC -Sense）の読み取りが60 mVを超えるため、それはわかります。
電圧venが指定されているしきい値を下回るレベルに低下することを確認してください。
VCC電圧ディップは、アンダー電圧ロックアウト（UVLO）しきい値を下回ります。
ダイ温度が上昇し、温度シャットダウン（OTSD）しきい値を上回ることに注意してください。
私たちがそれを利用する必要がない場合、このピンを接続しないままにすることができることは注目に値します。
Prog抵抗器
これらのインラッシュ条件中に外部MOSFET M1で許可する最大電力を調節するには、このピンPGBから地面にプログラム可能な（PROG）抵抗器を接続する必要があります。このピンに電圧を適用しないようにすることが重要です。
“太陽電池充電器の回路図 ”
一定の電力制限が必要ない場合は、4.99kΩの値を持つProg抵抗器を使用する必要があります。最大電力が何であるかを判断するために、次の方程式（1）を利用できます。
r Prog = 3125 /（p リム * r センス + 0.9 mV * v CC ））
既に存在するRPROGに基づいて電力制限を計算するために、MOSFET M1の許可された電力制限である次のPLIM式（2）を適用する必要があります。
p リム = 3125 /（r Prog * r センス ） - （0.9 mV * v（v CC -out）） / r センス
この式では、rsenseは、VCCピンとセンスピン間で接続されている負荷電流監視抵抗です。また、RPROGは、プログラムからGNDに接続する抵抗です。
オームでRPROGとRSENSEの両方を測定し、ワットでPLIMを測定します。別の方程式を使用して見つけることができるMOSFET M1の最大許可された熱応力を調べることにより、PLIMを決定します。
p リム <（t J（マックス） -t C（最大） ） / r θjc（最大 ））
