TPSI310x 是一款具有集成偏置、完全集成的隔離式開關(guān)驅(qū)動器，與外部電源開關(guān)結(jié)合使用時，可構(gòu)成完整的隔離式固態(tài)繼電器解決方案。當(dāng)標(biāo)稱柵極驅(qū)動電壓為 17V，峰值拉電流和灌電流為 1.5A 和 3.0A 時，可以選擇多種外部電源開關(guān)（例如 MOSFET、IGBT 或 SCR）來滿足各種應(yīng)用需求。TPSI310x 可通過初級側(cè)電源自行產(chǎn)生次級輔助電源，因此無需隔離式次級電源偏置。

次級側(cè)可為驅(qū)動多種電源開關(guān)提供 17V 的浮動穩(wěn)壓電源軌，無需次級偏置電源。TPSI310x 可支持為各種交流或直流應(yīng)用驅(qū)動單電源開關(guān)和雙背對背并聯(lián)電源開關(guān)。TPSI310x 集成式隔離保護(hù)功能極其穩(wěn)健，與使用傳統(tǒng)機(jī)械繼電器和光耦合器的產(chǎn)品相比，其可靠性更高，功耗更低，且溫度范圍更寬。

TPSI310x 集成一個通信反向通道，該反向通道可通過開漏輸出、PGOOD（電源正常狀態(tài)）、FLT1（故障 1）和 ALM1（警報 1）將各種狀態(tài)信息從次級側(cè)傳輸?shù)匠跫墏?cè)。兩個具有集成共享電壓基準(zhǔn)的高速比較器用于將 FLT1 和 ALM1 置為有效。當(dāng)比較器輸入 FLT1_CMP 超過電壓基準(zhǔn)時，驅(qū)動器立即被置為低電平，并且初級側(cè)的 FLT1 在一段延遲后被驅(qū)動為低電平，指示發(fā)生了故障。這對于在發(fā)生緊急事件（例如短路檢測）時以低延遲直接禁用次級的外部開關(guān)非常有用。當(dāng)比較器輸入 ALM1_CMP 超過電壓基準(zhǔn)時，ALM1 信號在初級側(cè)被置為低電平，但驅(qū)動器不執(zhí)行任何操作。這可用作警報或警告指示器。

系列產(chǎn)品提供的各種器件可用于各種應(yīng)用，這里僅展示一些示例。圖 9-1 展示了適用于直流應(yīng)用的基于分流的過流保護(hù)的簡化原理圖。當(dāng) R_SHUNT 上的電壓增加時，一旦越過警報比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)警報事件，ALM1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。隨著電壓進(jìn)一步增加，一旦越過故障比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護(hù) FET 和下游負(fù)載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。

圖 9-1 TPSI3100 通過故障和警報指示器提供過流保護(hù)

圖 9-2 展示了適用于直流應(yīng)用的、使用電流檢測放大器的基于分流的過流保護(hù)的簡化原理圖。電流檢測放大器具有低輸入失調(diào)，允許使用較小值的 R_SHUNT 值，以便在較大的電流范圍內(nèi)實現(xiàn)較低的功率損耗。當(dāng) R_SHUNT 上的電壓增加時，在由電流檢測放大器放大后，一旦越過警報比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)警報事件，ALM1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。隨著電壓進(jìn)一步增加，一旦越過故障比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護(hù) FET 和下游負(fù)載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。

圖 9-2 TPSI310x 通過電流檢測放大器、故障和警報指示器提供過流保護(hù)

圖 9-3 展示了適用于交流應(yīng)用的基于分流的過流保護(hù)的簡化原理圖。當(dāng) R_SHUNT1 上的正交流電壓增加時，一旦越過第一個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護(hù)背對背 FET 和下游負(fù)載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。同樣地，當(dāng) R_SHUNT2 上的負(fù)交流電壓增加時，一旦越過第二個故障比較器 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平。FLT2 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。

圖 9-3 TPSI3110 通過故障指示器提供雙向過流保護(hù)

圖 9-4 展示了適用于交流應(yīng)用的、使用雙電流檢測放大器的基于分流的過流保護(hù)的簡化原理圖。在此拓?fù)渲?，使用單個分流電阻器。頂部電流檢測放大器將其 IN+和 IN- 引腳連接至 R_SHUNT，而第二個電流檢測放大器將其輸入連接反轉(zhuǎn)。當(dāng) R_SHUNT 上的正交流電壓增加時，在被頂部電流檢測放大器放大后，一旦越過第一個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平以保護(hù)背對背 FET 和下游負(fù)載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。同樣地，當(dāng) R_SHUNT 上的負(fù)交流電壓增加時，一旦越過第二個故障比較器的 VREF 閾值就會觸發(fā)故障事件，立即將 VDRV 置為低電平。FLT2 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。

圖 9-4 TPSI311x 通過電流檢測放大器和故障指示器提供雙向過流保護(hù)

圖 9-5 展示了適用于直流應(yīng)用的使用 DESAT 保護(hù)的過流保護(hù)的簡化原理圖。此方法通常與 IGBT 功率晶體管一起使用。當(dāng) IGBT 關(guān)斷時，F(xiàn)LT1_CMP 由 TPSI3133 在內(nèi)部驅(qū)動為低電平。使能驅(qū)動器時，F(xiàn)LT1_CMP 上的電壓開始上升。當(dāng) IGBT 導(dǎo)通時，在正常負(fù)載條件下，其 V_CE 快速下降，導(dǎo)致 FLT1_CMP 上的電壓保持在故障比較器閾值以下。FLT1_CMP 釋放以及 V_CE 下降到足以防止檢測到偽故障事件的時間稱為消隱時間。調(diào)整 RESP 值有助于增加所需的消隱時間，或者可將一些電容添加到 FLT1_CMP。如果發(fā)生過流情況，則 V_CE 開始上升，直到 FLT1_CMP 上的電壓達(dá)到故障比較器的 VREF 閾值。VDRV 被置為低電平以保護(hù) IGBT 和下游負(fù)載。FLT1 置為低電平以將事件通知系統(tǒng)。

圖 9-5 TPSI3133 通過故障指示器提供 DESAT 保護(hù)