TPS22954-Q1 汽车5.7-V， 5-A， 14-mΩ负载开关，带可调上升时间、电压监控和输出诊断功能数据手册

TPS2295x-Q1 是具有受控导通功能的小型单通道负载开关。这些器件包含一个 N 沟道 MOSFET，可在 0.7 V 至 5.7 V 的输入电压范围内工作，并支持 5 A 的最大连续电流。
*附件：tps22954-q1.pdf

集成的可调欠压锁定 （UVLO） 和可调电源良好 （PG） 阈值提供电压监控以及强大的电源排序功能。该器件的可调上升时间控制大大降低了各种大容量负载电容的浪涌电流，从而减少或消除了电源压降。该开关由开/关输入 （EN） 独立控制，该输入能够直接与低压控制信号连接。该器件中集成了一个 15 Ω 的片上负载，以便在开关禁用时对输出进行快速放电。增强的快速输出放电 （QOD） 在设备断电以完成输出放电后短时间保持活动状态。

TPS2295x-Q1 采用小型、节省空间的 10SON 封装，并带有集成导热垫，可实现高功率耗散。该器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 +125°C 的空气温度。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
• 集成单通道负载开关
• 输入电压范围：0.7 V 至 5.7 V
• R上电阻
  • R上V 时 = 14 mΩ 在 = 5 V （V 偏见 = 5 V）
• 最大连续开关电流为 5A
• 可调欠压锁定阈值 （UVLO）
• 带电源正常 （PG） 指示灯的可调电压监控器
• 可调输出转换速率控制
• 增强型快速输出放电在断电后保持活动状态（仅限 TPS22954-Q1）
  • 15 Ω（典型值）可在 10 ms 内放电 100 μF
• 禁用时反向电流阻断（仅限 TPS22953-Q1）
• 启用后，在检测到 Supervisor 故障后自动重启
• 热关断
• 低静态电流 ≤ 50 μA
• SON 10 引脚封装，带导热垫
• ESD 性能测试符合 JESD 22 标准
  • 2kV HBM 和 750V CDM

参数

方框图

概述

TPS22954-Q1 是一款专为汽车应用设计的单通道负载开关，具有低导通电阻（14mΩ）、宽输入电压范围（0.7V 至 5.7V）和高电流处理能力（最大连续开关电流5A）。该器件通过了AEC-Q100认证，适用于严苛的汽车环境。

主要特性

• ?汽车级认证?：符合AEC-Q100标准，适用于-40°C至125°C的环境温度范围。
• ?低导通电阻?：R_ON = 14mΩ（在V_IN = 5V, V_BIAS = 5V时）。
• ?宽输入电压范围?：支持0.7V至5.7V的输入电压。
• ?高电流处理能力?：最大连续开关电流可达5A。
• ? 可调欠压锁定（UVLO） ?：允许用户根据应用需求调整UVLO阈值。
• ?可调功率正常（PG）指示?：通过SNS引脚调整PG指示器的阈值。
• ?可调输出上升时间控制?：通过CT引脚连接电容来调整输出电压的上升时间，减少浪涌电流。
• ? 增强型快速输出放电（QOD） ?：在设备禁用后，QOD仍能在短时间内保持活跃，快速放电输出电容。
• ?反向电流阻断?（TPS22953-Q1特有）：在禁用时阻止反向电流。
• ?自动重启功能?：在监控故障检测后，当使能时自动重启。
• ?热关断保护?：防止器件因过热而损坏。

引脚配置与功能

• ?IN?：开关输入，通过陶瓷电容旁路到GND。
• ?IN BIAS?：偏置引脚和设备电源。
• ?EN?：使能输入，高电平有效，用于启用和禁用输出。同时作为UVLO输入，可通过外部电阻分压器调整UVLO电平。
• ?GND?：设备地。
• ?CT?：V_OUT上升时间控制，通过连接陶瓷电容到GND来调整。
• ?PG?：功率正常指示，开漏输出，当EN或SNS电压低于其各自的VIL电平时拉低。
• ?SNS?：感应引脚，用于监控输出电压或其他电压轨，可通过外部电阻分压器调整PG阈值。
• ?OUT?：开关输出。
• ?热焊盘?：暴露的热焊盘，应连接到GND。

电气特性

• ?静态电流?：在V_IN = 0.7V至V_BIAS, V_EN = 5V时，I_Q,BIAS典型值为45?A（TA = 25°C）。
• ?导通电阻?：在I_OUT = -200mA, V_IN = 5V时，R_ON典型值为14mΩ（TA = 25°C）。
• ?输出下拉电阻?：在V_IN = V_OUT = V_BIAS, V_EN = 0V时，R_PD典型值为15Ω（TA = 25°C）。
• ?热关断温度?：结温超过150°C时触发热关断。

功能描述

• ?使能控制?：EN引脚控制开关状态，高电平启用，低电平禁用。
• ?电压监控?：SNS引脚用于监控输出电压或其他电压轨，当SNS电压低于VIL,SNS时，触发重启或关断。
• ?功率正常指示?：PG引脚在EN和SNS电压均有效时输出高电平。
• ?快速输出放电?：在设备禁用后，QOD功能快速放电输出电容，减少残留电压。
• ?热关断与自动重启?：热关断保护防止过热损坏，故障清除后自动重启。

应用与实现

• ?输入到输出电压降?：由R_ON和负载电流决定，需确保不超过I_MAX规格。
• ?热考虑?：最大结温必须限制在热关断限制以下，使用热阻抗公式计算最大允许功耗。
• ?自动电源排序?：PG引脚允许多个系统电源轨或负载的自动排序。
• ?监控下游电压?：SNS引脚可用于监控V_OUT以外的其他系统电压。

布局与推荐

• ?输入和输出迹线?：应尽可能短且宽，以适应高电流。
• ?热焊盘?：使用通孔进行热释放，以支持高电流操作。
• ?旁路电容?：IN、OUT和BIAS引脚应使用低ESR陶瓷旁路电容旁路到GND。
• ?CT电容?：应尽可能靠近器件放置，以减少寄生迹线电容。