(sininen V FLT, keltainen V IN, punainen I OUT, vihreä V OUT)
Ylivirta ja kuorman oikosulku syöttöjännitteeseen ovat ankarimpia tapahtumia, joita meidän on kohdattava digitaalisen lähdön aikana. Näissä huonoissa tapahtumissa ulostulovaiheiden on selviydyttävä hajottamalla kaikki siihen liittyvät energiat. Lähtöasteisiin kytkettyjen kuormien lisäksi on suojattava virran huipulta, joka voi saavuttaa odottamattomat arvot.
Syöttöjännitteen lähtöjen oikosulun aikana erittäin korkeiden virtapiikkien hallitsemiseksi sirulle on integroitu virranrajoituslohko. Tämän seurauksena vain nykyinen piikki sallitaan lyhyeksi ajaksi; vain aika, joka tarvitaan virranrajoituspiirien puuttumiseen, joten maksimilähtövirran leikkaaminen ulkoisella vastuksella.
Se on sama kovan ylikuormituksen aikana. Sisäisesti rajoitettu lähtövirta ei kuitenkaan riitä; itse asiassa, jos oikosulku tai ylikuormitus kestää viimeisen ajan, laitteeseen ja kuormaan hajaantunut teho tulee tärkeäksi, mikä aiheuttaa ylikuumenemisen, joka voi tuhota laitteen ja / tai siihen liittyvän kuorman.
Tämän vuoksi sirulle on sisäänrakennettu "ei-hajottava oikosulkulohko", joka rajoittaa ylikuormitettujen kanavien nykyisen rajoitusolosuhteen kestoa. Kesto, nimeltään Katkaisuvirran viiveaika (T Coff,), asetetaan ulkoisella vastuksella (R CoD), joka on kytketty CoD-nastan ja SGND-maatason väliin. Tämän ajan kuluttua kanavat ovat lepotilassa hetkeksi, nimeltään tehovaiheen uudelleenkäynnistysviive (tres), jotta vältetään piirilevyn heikkeneminen, jos kanavia on paljon ylikuormitusolosuhteissa, ja vähentämään sekä laitteessa että laitteessa virtaavaa energiaa. kuormia.
Jos T- kahvin aikana ylikuormitettujen kanavien liitoslämpötila saavuttaa sisäisesti asetetun arvon (T JSD), liitoksen lämpösuojalohkot, yksi kullekin kanavalle, kytke kanavat pois päältä. Ne käynnistyvät uudelleen vasta, kun Tj palaa palautuskynnyksen alle.
On mahdollista poistaa käytöstä "ei-haihtuva oikosulkulohko", joka yhdistää CoD-nastan lyhyesti SGND-maatasoon, joten vain liitoksen lämpösuoja on aktiivinen IPS4260L: ssä.
(punainen V FLT, sininen I OUT)
Kuvioissa 9 ja 10 aaltomuodot ilmoittavat lähtövirran (Iout) yhdellä kanavalla ja diagnostiikkajännitteen (V FLT) oikosulkuolosuhteissa; kuten molemmissa kuvissa näkyy, lähtövirta on lyhyen huippun jälkeen rajoitettu kiinteään arvoon.
Kuvassa 9 lisäksi raportoidaan asianomaisen kanavan lähtöjännite ja tulojännite, jotka seuraavat vikajännitteen aaltomuotoa, koska IPS4260L: n tuloliittimiä käytetään diagnostiikkatarkoituksiin.
Kuvassa Kuvion 10 mukaan, kun "ei-haihtuvan oikosulkulohkon" toiminto on poistettu käytöstä, näemme, että tarvitaan ensimmäinen pitkä askel päästäkseen lämpöliitoksen sammuttamiseen. Tämän jälkeen ylikuormitettu kanava kytketään pois päältä, joten nollataan lähdön rajoitettu virta. Ylikuormitetun kanavan diagnostiikkasignaali on normaalisti korkea, kunnes lämpösuojatoiminta kytkee sen pois päältä, tuolloin FLT-tapin ja asiaankuuluvan tulotapin diagnoosi laskee matalalle, mikä merkitsee lämpöinterventiota. Normaali toiminta käynnistyy uudelleen, kun risteyslämpötila T J palaa takaisin nollausrajan T JSD - T JHYST alle ja jakso alkaa uudelleen.
Käyttäytyminen kapasitiivisella kuormalla
(keltainen Vout, sininen Iout, punainen Vflt)
IPS4260L voi myös ohjata kapasitiivista kuormitusta ongelmitta; se pystyy käyttämään kondensaattoreita erittäin suurella kapasitanssilla. Kuvassa 11 on esitetty aaltomuodot, jotka käyttävät 3,3 mF / 63 V kondensaattoria. Suuren kapasitanssin vuoksi lähtövirta kondensaattorin latauksen aikana on virtarajoituksessa, joten emme näe todellista latausvirtaa, vaan vastuksen ulkoisesti asettamaa rajoitusvirtaa. T Coofin jälkeennäet "ei-haihduttavan oikosulkusuojauksen", jolloin ladattu teho kytketään pois päältä samoin kuin ylikuormitusta tai oikosulkua kohti. Kun kondensaattori on melkein täysin ladattu, virta menee alle asetetun virranrajoituksen: tämä näkyy selvästi kuvassa 13, jossa sinisen väriaaltomuodon keskellä voidaan havaita latausvirran äkillinen kaltevuuden muutos nolla-arvon saavuttamiseen täysin ladattu). Kun lähtökondensaattori on ladattu ja annat pienen jännitteen tulolle, OL-nastakäyttäytyminen vastaa oikosulkua GND-tapaukseen siinä olevan jännitteen takia. Tämä tarkoittaa, että POIS-tilassa (tulojännite matala) OL-nastan (normaalisti korkea) diagnosointisignaali menee matalalle (katso totuustaulukko kuvasta 12).
(keltainen Vout, sininen Iout, punainen Vflt)
VI. Johtopäätös
Älykkäät monoliittiset nelirivikytkimet on esitetty. Uusi älykäs virtakytkin (IPS) tarjoaa paremman tarkkuuden minimoidakseen energiahäviöt ja estäen järjestelmävirheet vikatilanteissa. Nämä edut saavutetaan käyttämällä ST: n uusimman sukupolven Multipower-BCD-tekniikkaa, jonka avulla ohjelmoitava ylikuormitusvirran raja ylläpitää vakaita teho-olosuhteita järjestelmän toipumisen aikana.
Tarjoamalla integroidun ratkaisun neljälle ulostulokanavalle, IPS4260L myös yksinkertaistaa suunnittelua, parantaa luotettavuutta ja säästää piirilevytilaa. Tämä uusi nelikanavainen IC on tärkeä lisäys ST: n teollisuuden IPS-tuotevalikoimaan, joka sisältää jo yhden, kahden, neljän ja oktaalikanavan korkeat sivulaitteet.
Viitteet
"IPS4260L Quad low-side intelligent power switch" -taulukko , www.st.com.
"UM2297: Aloittaminen STEVAL-IFP029V1: n kanssa IPS4260L-suurnopeusmallin matalan sivun ohjaimelle, jolla on oma GUI" -käyttöopas, www.st.com.
kirjailijasta
Michelangelo Marchese
Vanhempi tekninen markkinointinsinööri
Älykkäät virtakytkimet (IPS) ja IO-Link-tuotteet
Teollisuuden ja
tehonmuunnosryhmä STMicroelectronics