(zils V FLT, dzeltens V IN, sarkans I OUT, zaļš V OUT)
Pārmērīga strāva un strāvas īssavienojums ar barošanas spriegumu ir vissmagākie notikumi, ar kuriem mums jāsaskaras digitālās izejas darbības laikā. Šajos sliktajos notikumos izejas posmiem jāizdzīvo, izkliedējot visu saistīto enerģiju. Papildus slodzēm, kas savienotas ar izejas posmiem, jābūt aizsargātām no strāvas maksimuma, kas varētu sasniegt negaidītas vērtības.
Lai droši pārvaldītu ļoti augstus strāvu maksimumus barošanas sprieguma izejas īssavienojuma laikā, mikroshēmā ir integrēts strāvas ierobežošanas bloks. Rezultātā ir atļauts tikai īslaicīgs smaile; tikai laiks, kas nepieciešams, lai iejauktos strāvas ierobežošanas shēmās, tāpēc apgriežot maksimālo izejas strāvu, izmantojot ārējo rezistoru.
Tas pats ir arī smagas pārslodzes laikā. Ar iekšēji ierobežotu izejas strāvu tomēr nepietiek; Patiesībā, ja īssavienojums vai pārslodzes ilgums ir ilgāks, jauda, kas izkliedēta ierīcē, kā arī slodzē, kļūst svarīga, tādējādi izraisot pārkaršanu, kas spēj iznīcināt ierīci un / vai attiecīgo slodzi.
Tāpēc mikroshēmā ir iebūvēts “nedisipējošs īssavienojuma bloks”, kas ierobežo pārslogoto kanālu pašreizējā ierobežojuma nosacījuma ilgumu. Ilgumu, ko sauc par izslēgšanas strāvas aizkaves laiku (T Coff,), iestata ārējais rezistors (R CoD), kas savienots starp CoD tapu un SGND iezemēto plakni. Pēc šī laika kanāli kādu laiku ir izslēgti, nosaucot par jaudas pakāpes restartēšanas aizkavēšanās laiku (tres), lai izvairītos no PCB degradācijas liela kanālu skaita gadījumā pārslodzes apstākļos un lai samazinātu enerģiju, kas plūst gan ierīcē, gan slodzes.
Ja T Coff laikā pārslogoto kanālu savienojuma temperatūra sasniedz iekšēji iestatīto vērtību (T JSD), savienojuma termiskās aizsardzības bloki, pa vienam katram kanālam, izslēdz kanālus. Tie tiek restartēti tikai tad, kad Tj atgriežas zem atiestatīšanas sliekšņa.
Ir iespējams atspējot “nedisipējošo īssavienojuma bloku”, kas īsumā savieno CoD tapu ar SGND iezemēto plakni, tādējādi IPS4260L darbojas tikai krustojuma termiskā aizsardzība.
(sarkans V FLT, zils I OUT)
9. un 10. attēlā viļņu formas norāda izejas strāvu (Iout) vienā kanālā un diagnostisko spriegumu (V FLT) īssavienojuma apstākļos; kā redzams abos attēlos, izejas strāva pēc īsa pīķa ir ierobežota ar fiksētu vērtību.
9. attēlā papildus mēs ziņojam par attiecīgā kanāla izejas spriegumu un ieejas spriegumu, kas seko bojājuma sprieguma viļņu formai, jo IPS4260L ieejas tapas tiek izmantotas diagnostikas nolūkos.
Att. 10, kad "nedisipējoša īssavienojuma bloka" funkcija ir atspējota, mēs redzam, ka ir nepieciešams pirmais garais solis, lai sasniegtu termiskās krustojuma slēgšanu. Pēc tam pārslogotais kanāls tiek izslēgts, tāpēc izejas ierobežotā strāva tiek nulle. Pārslogota kanāla diagnostikas signāls parasti ir augsts, līdz termiskās aizsardzības iejaukšanās to izslēdz, tajā laikā FLT tapas un attiecīgā ievades kontakta diagnostika pazeminās, tādējādi signalizējot par termisko iejaukšanos. Normāla darbība tiek atsākta, kad krustojuma temperatūra T J atgriežas zem atiestatīšanas sliekšņa T JSD - T JHYST un cikls sākas no jauna.
Uzvedība ar kapacitatīvo slodzi
(dzeltena Vout, zila Iout, sarkana Vflt)
IPS4260L bez problēmām var vadīt arī kapacitatīvo slodzi; tas spēj vadīt kondensatorus ar ļoti lielu kapacitāti. 11. attēlā ir norādītas viļņu formas, kas darbina 3,3 mF / 63 V kondensatoru. Lielās kapacitātes dēļ izejas strāva kondensatora uzlādes laikā ir strāvas ierobežojumā, tāpēc mēs neredzam reālo uzlādes strāvu, bet gan rezistora ārēji iestatīto ierobežošanas strāvu. Pēc T Coofvar redzēt iejaukšanos “nedisipējošā īssavienojuma aizsardzība”, lai noslogotā jauda tiktu izslēgta, kā arī pārslodzes vai īssavienojuma gadījumā. Kad kondensators ir gandrīz pilnībā uzlādēts, strāva iet zem iestatītā strāvas ierobežojuma: tas ir skaidri parādīts 13. attēlā, kur zilās krāsas viļņu formas vidū var novērot pēkšņu lādēšanas strāvas slīpuma maiņu līdz nulles vērtības sasniegšanai (kondensators pilnībā uzlādēts). Kad izejas kondensators ir uzlādēts un ieejai tiek piešķirts zems spriegums, OL tapas izturība atbilst īssavienojumam līdz GND gadījumam tajā esošā sprieguma dēļ. Tas nozīmē, ka izslēgtā stāvoklī (zems ieejas spriegums) OL kontakta (parasti augsts) diagnostikas signāls kļūst zems (skat. Patiesības tabulu 12. attēlā).
(dzeltena Vout, zila Iout, sarkana Vflt)
VI. Secinājums
Tika prezentēti viedie monolīti četrstūru slēdži. Jaunais viedais barošanas slēdzis (IPS) nodrošina uzlabotu precizitāti, lai samazinātu enerģijas zudumus un novērstu sistēmas kļūdas, ja rodas kļūmes. Šīs priekšrocības tiek sasniegtas, izmantojot ST jaunākās paaudzes Multipower-BCD tehnoloģiju, kas ļauj programmējamu pārslodzes strāvas robežu uzturēt stabilus jaudas apstākļus, kamēr sistēma atjaunojas.
Nodrošinot integrētu risinājumu četriem izejas kanāliem, IPS4260L arī vienkāršo dizainu, uzlabo uzticamību un ietaupa vietu datora dēlī. Šis jaunais četrkanālu IC ir svarīgs papildinājums ST rūpnieciskās IPS portfelim, kurā jau ir iekļautas viena, divu, četru un astoņkanālu augstas sānu ierīces.
Atsauces
“IPS4260L Quad low-side intelligent power switch,” datu lapa, www.st.com.
“UM2297: darba sākšana ar STEVAL-IFP029V1 IPS4260L ātrgaitas četrkodolu zemas puses draiverim ar īpašu GUI”, lietotāja rokasgrāmata, www.st.com.
par autoru
Mikelandželo Markese
Vecākais tehniskā mārketinga inženieris
Inteliģentie barošanas slēdži (IPS) un IO-Link produkti
Rūpniecības un enerģijas pārveidošanas nodaļa
STMicroelectronics