وبلاگ شرکت در مورد TI TPS548B28 مترجم هم زمان با حس از راه دور و محدودیت جریان هکک

شرکت شنژن مینگجیادا الکترونیکس با مسئولیت محدود، مبدل کاهنده همزمان TI TPS548B28 را با قابلیت سنجش از راه دور و محدودیت جریان متناوب عرضه می کند. TPS548B28 یک مبدل DC-DC کاهنده همزمان با کارایی بالا و جریان بالا است که به طور خاص برای کاربردهای منبع تغذیه صنعتی و مراکز داده با چگالی بالا، دقت بالا و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این تراشه از محدوده ولتاژ ورودی 2.7 ولت تا 16 ولت پشتیبانی می کند و می تواند جریان خروجی پیوسته پایدار تا 20 آمپر را ارائه دهد. این تراشه از یک راه حل تک تراشه با ماسفت های داخلی بالا و پایین استفاده می کند و نیاز به دستگاه های قدرت اضافی را از بین می برد و در نتیجه طراحی سخت افزار منبع تغذیه را به طور قابل توجهی ساده می کند و ردپای PCB را کاهش می دهد.

TPS548B28 معماری کنترل زمان فعال تطبیقی D-CAP3 اختصاصی TI را در خود جای داده است که نیازی به مدار جبران خارجی ندارد و پاسخ گذرا فوق العاده سریع و سازگاری خط بار گسترده را ارائه می دهد. این تراشه به طور استاندارد با دو ویژگی کلیدی عرضه می شود: سنجش خروجی از راه دور دیفرانسیلی و محدودیت جریان متناوب. همچنین دارای یک LDO داخلی 3 ولت، راه اندازی نرم قابل برنامه ریزی، راه اندازی از پیش بایاس شده، نشانگر روشن شدن و چندین عملکرد حفاظت از خطا است که دقت خروجی، پایداری عملیاتی و قابلیت های حفاظت از بار را متعادل می کند و آن را به گزینه ای ارجح برای منابع تغذیه کاهنده دقیق با جریان بالا تبدیل می کند. این تراشه از یک بسته فشرده 4 میلی متر در 3 میلی متر استفاده می کند و آن را برای کاربردهای منبع تغذیه با توان بالا با فضای محدود مناسب می کند. بر اساس یک معماری سخت افزاری جامع و طراحی عملکردی، TPS548B28 چندین مزیت عملکردی متمایز را ارائه می دهد. ویژگی های کلیدی آن به شرح زیر است:
- عملکرد الکتریکی با دامنه وسیع: محدوده ولتاژ ورودی 2.7 ولت تا 16 ولت، حداکثر جریان خروجی 20 آمپر، و ولتاژ مرجع ثابت و با دقت بالا 0.6 ولت. دقت ولتاژ خروجی به ±1 درصد می رسد و نیازهای کاربردهای منبع تغذیه دقیق را برآورده می کند؛ از فرکانس های سوئیچینگ قابل انتخاب از طریق پین پشتیبانی می کند که به سه سطح - 600 کیلوهرتز، 800 کیلوهرتز و 1 مگاهرتز - قابل پیکربندی است تا نیازهای مختلف راندمان و ریپل را برآورده کند.

- سنجش از راه دور با دقت بالا: مجهز به معماری سنجش دیفرانسیلی از راه دور، ولتاژ واقعی را در پایانه بار مستقیماً اندازه گیری می کند، افت ولتاژ ناشی از افت ولتاژ مسیر PCB و مقاومت تماس را کاهش می دهد و در نتیجه مشکلات انحراف ولتاژ خروجی را در سناریوهای منبع تغذیه با جریان بالا به طور کامل حل می کند. - طراحی بسیار یکپارچه و مینیمالیستی: ماسفت های همزمان داخلی بالا و پایین، مدارهای درایور گیت و یک LDO 3 ولت را در خود جای داده است؛ نیازی به شبکه جبران خارجی ندارد و از حداقل تعداد قطعات خارجی استفاده می کند و پیچیدگی طرح PCB و هزینه های سخت افزار را کاهش می دهد.

- توابع جامع راه اندازی و کنترل: از توابع راه اندازی نرم قابل برنامه ریزی و راه اندازی از پیش بایاس شده برای حذف جریان هجومی و جهش های ولتاژ در هنگام راه اندازی پشتیبانی می کند؛ از ورودی مرجع خارجی برای فعال کردن ردیابی متوالی و سازگاری در پیکربندی های چند منبع تغذیه پشتیبانی می کند.
III. توضیح دقیق اصول عملکردی اصلی کلیدی TPS548B28 تحت شرایط خروجی جریان بالا 20 آمپر، مقاومت پارازیتی مسیرهای خروجی PCB، پدها و کانکتورها باعث افت ولتاژ قابل توجهی می شود که منجر به انحراف بین ولتاژ خروجی منبع تغذیه و ولتاژ واقعی ارائه شده به بار می شود. هرچه جریان بار بیشتر باشد، خطای افت ولتاژ بیشتر می شود؛ در موارد شدید، این می تواند منجر به تامین ناکافی برق برای بارهای دقیق و اختلال در عملکرد سیستم شود. عملکرد سنجش از راه دور دیفرانسیلی که در TPS548B28 گنجانده شده است، این چالش گسترده صنعت را به طور کامل حل می کند.

این عملکرد از پین های سنجش دیفرانسیلی مستقل SENSE+ و SENSE- برای اندازه گیری مستقیم ولتاژ در پایانه های بار استفاده می کند، به جای نظارت بر ولتاژ در پین های خروجی محلی تراشه. یک تقویت کننده خطای داخلی به طور مداوم ولتاژ دیفرانسیلی را در انتهای بار نمونه برداری می کند و به طور پویا چرخه وظیفه PWM را تنظیم می کند تا افت ولتاژ خط را به طور دقیق جبران کند و در نتیجه اطمینان حاصل شود که ولتاژ در انتهای بار در ±1% باقی می ماند. در مقایسه با راه حل های نمونه برداری ولتاژ محلی سنتی، سنجش از راه دور به طور کامل تداخل افت ولتاژ ناشی از مسیرهای جریان بالا را از بین می برد و آن را به ویژه برای کاربردهای منبع تغذیه دقیق با جریان بالا در سرورها، تجهیزات صنعتی و FPGA ها/تراشه ها مناسب می کند.
علاوه بر این، مدار سنجش از راه دور دارای ورودی امپدانس بالا است؛ شاخه سنجش هیچ توان اضافی مصرف نمی کند و با مدار منبع تغذیه اصلی تداخل ندارد و در نتیجه دقت سنجش را با راندمان تبدیل توان متعادل می کند.
2. عملکرد محدودیت جریان هیکاپ متناوب
مبدل های کاهنده سنتی معمولاً از حفاظت محدودیت جریان ثابت سیکل به سیکل استفاده می کنند؛ با این حال، هنگامی که خطا ادامه می یابد، دستگاه های قدرت برای مدت طولانی در حالت هدایت جریان بالا باقی می مانند که می تواند به راحتی منجر به گرم شدن بیش از حد تراشه، پیری قطعات یا حتی تخریب مدار قدرت شود. TPS548B28 از تشخیص جریان دره همراه با یک مکانیزم حفاظت از جریان بیش از حد متناوب "هیکاپ" استفاده می کند و یک راه حل حفاظتی بسیار قابل اعتماد مناسب برای شرایط عملیاتی با جریان بالا ارائه می دهد.
با نظارت بر جریان درین-سورس در طول فاز هدایت ماسفت پایین، تراشه جریان دره سلف را در زمان واقعی ثبت می کند و امکان تشخیص دقیق اضافه بار خروجی و خطاهای اتصال کوتاه را فراهم می کند. هنگامی که جریان خروجی تشخیص داده می شود که از آستانه محدودیت جریان فراتر رفته است، دستگاه بلافاصله منطق حفاظت را فعال می کند: خروجی سوئیچینگ PWM را تعلیق می کند و وارد حالت خواب می شود تا جریان را کاهش دهد و اجازه دهد جریان سلف به سرعت کاهش یابد؛ پس از یک چرخه خواب ثابت، تراشه به طور خودکار مجدداً راه اندازی می شود تا سعی کند خروجی را از سر بگیرد. اگر خطا برطرف شده باشد، منبع تغذیه به عملیات عادی باز می گردد؛ اگر اضافه بار یا خطای اتصال کوتاه ادامه یابد، تراشه چرخه متناوب "خاموش و خواب - راه اندازی مجدد و تشخیص" را تکرار خواهد کرد.
این حالت عملیاتی متناوب به طور قابل توجهی مصرف توان متوسط را در شرایط خطا کاهش می دهد و از گرم شدن مداوم دستگاه های قدرت مانند ماسفت ها و سلف ها جلوگیری می کند. در مقایسه با راه حل های محدودیت جریان سنتی، ایمنی دستگاه و پایداری سیستم را در شرایط اتصال کوتاه و اضافه بار به طور قابل توجهی افزایش می دهد. علاوه بر این، تراشه از تنظیم قابل برنامه ریزی آستانه محدودیت جریان از طریق یک مقاومت خارجی R_TRIP پشتیبانی می کند و امکان پیکربندی انعطاف پذیر پارامترهای حفاظت را برای انطباق با نیازهای مختلف توان بار و پشتیبانی از طرح های متمایز در سناریوهای متعدد فراهم می کند. علاوه بر این، دستگاه یک عملکرد حفاظت از جریان معکوس ثابت را در خود جای داده است که افزایش جریان معکوس بالا را سرکوب می کند و در نتیجه سیستم حفاظت جریان را بیشتر بهبود می بخشد.

IV. پارامترهای الکتریکی کلیدی TPS548B28
- محدوده ولتاژ ورودی: 2.7 ولت تا 16 ولت
- حداکثر جریان خروجی پیوسته: 20 آمپر - گزینه های فرکانس سوئیچینگ: 600 کیلوهرتز، 800 کیلوهرتز، 1 مگاهرتز (از طریق پیکربندی پین انتخاب می شود)
- خروجی LDO داخلی: 3 ولت (ثابت)
- آستانه جریان معکوس: معمولاً -10 آمپر

- حالت های حفاظت: حفاظت هیکاپ متناوب OC/UV، حفاظت قفل OV، حفاظت خاموش شدن دمای بیش از حد
- مشخصات بسته: بسته فشرده QFN 4 میلی متر در 3 میلی متر با بهره گیری از نقاط قوت اصلی خود در دقت بالا، قابلیت جریان بالا و قابلیت اطمینان بالا، TPS548B28 به طور گسترده در انواع کاربردهای منبع تغذیه دقیق با توان بالا استفاده می شود:
- منابع تغذیه داخلی با توان بالا برای سرورها و سوئیچ های مراکز داده؛
- منابع تغذیه رگوله شده با جریان بالا برای تجهیزات کنترل صنعتی و مادربردهای کنترل صنعتی؛

- منبع تغذیه دقیق برای هسته های پردازنده FPGA، DSP و سطح بالا؛ - طرح های ماژول منبع تغذیه با چگالی بالا و توان بالا در محیط های محدود از نظر فضا.
VI. مزایای طراحی و خلاصه TPS548B28 علاوه بر این، معماری بسیار یکپارچه دستگاه نیاز به تعداد زیادی قطعات خارجی و مدارهای جبران را از بین می برد و طرح PCB را ساده می کند. همراه با پیکربندی فرکانس انعطاف پذیر، کنترل راه اندازی نرم و توابع حفاظت از خطای چند بعدی، تعادلی بین راحتی طراحی، راندمان تبدیل و پایداری سیستم برقرار می کند. در مقایسه با تراشه های کاهنده در همان کلاس، TPS548B28 مزایای قابل توجهی از نظر دقت، قابلیت اطمینان و سازگاری در شرایط جریان بالا 20 آمپر ارائه می دهد و آن را به یک راه حل عالی برای طرح های منبع تغذیه سطح بالا و با توان بالا در کاربردهای صنعتی، مخابراتی و مراکز داده تبدیل می کند.