(blu V FLT, V INสีเหลือง, I OUTสีแดง, สีเขียว V OUT)
กระแสเกินและลัดวงจรของโหลดไปยังแรงดันไฟฟ้าเป็นเหตุการณ์ที่เลวร้ายที่สุดที่เราต้องเผชิญในระหว่างการทำงานของเอาต์พุตดิจิตอล ในเหตุการณ์เลวร้ายเหล่านี้ขั้นตอนการส่งออกต้องอยู่รอดโดยการกระจายพลังงานที่เกี่ยวข้องทั้งหมด นอกจากโหลดที่เชื่อมต่อกับขั้นตอนการส่งออกแล้วจะต้องได้รับการปกป้องจากจุดสูงสุดของกระแสไฟฟ้าที่อาจถึงค่าที่ไม่คาดคิด
เพื่อจัดการกับจุดสูงสุดของกระแสที่สูงมากอย่างปลอดภัยในระหว่างการลัดวงจรของเอาต์พุตไปยังแรงดันไฟฟ้าจะมีการรวมบล็อก จำกัด กระแสไว้ในชิป ด้วยเหตุนี้จึงอนุญาตให้มีการขัดขวางปัจจุบันในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น เพียงเวลาที่จำเป็นในการแทรกแซงวงจร จำกัด กระแสดังนั้นการตัดกระแสเอาต์พุตสูงสุดโดยใช้ตัวต้านทานภายนอก
มันเหมือนกันในช่วงที่มีภาระหนักเกิน อย่างไรก็ตามกระแสไฟขาออกที่ จำกัด ภายในไม่เพียงพอ ในความเป็นจริงหากไฟฟ้าลัดวงจรหรือระยะเวลาโหลดเกินในช่วงเวลาดังกล่าวกระแสไฟจะกระจายเข้าไปในอุปกรณ์และโหลดกลายเป็นสิ่งสำคัญดังนั้นการทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปสามารถทำลายอุปกรณ์และ / หรือโหลดที่เกี่ยวข้องได้
เนื่องจาก "บล็อกลัดวงจรที่ไม่กระจาย" จึงได้รับการติดตั้งไว้ในชิปซึ่ง จำกัด ระยะเวลาของเงื่อนไขข้อ จำกัด ปัจจุบันของช่องสัญญาณที่โหลดมากเกินไป ระยะเวลาที่ชื่อว่า Cut-off current delay time (T Coff,) ถูกกำหนดโดยตัวต้านทานภายนอก (R CoD) ที่เชื่อมต่อระหว่างขา CoD และระนาบกราวด์ SGND หลังจากช่วงเวลานี้ช่องสัญญาณจะอยู่ใน OFF ชั่วขณะหนึ่งซึ่งตั้งชื่อว่าระยะเวลาการเริ่มต้นระบบใหม่เวลาหน่วงเวลา (tres) เพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของ PCB ในกรณีที่มีช่องสัญญาณจำนวนมากในสภาวะที่โหลดเกินและเพื่อลดพลังงานที่ไหลในทั้งอุปกรณ์และ โหลด
หากในระหว่าง T Coffอุณหภูมิทางแยกของช่องสัญญาณที่โหลดเกินถึงค่าที่ตั้งไว้ภายใน (T JSD) บล็อกป้องกันความร้อนทางแยกหนึ่งช่องสำหรับแต่ละช่องสัญญาณให้ปิดช่องสัญญาณ จะรีสตาร์ทเฉพาะเมื่อ Tj กลับมาต่ำกว่าเกณฑ์การรีเซ็ต
เป็นไปได้ที่จะปิดใช้งาน "บล็อกลัดวงจรแบบไม่กระจาย" ที่เชื่อมต่อพิน CoD แบบสั้นกับระนาบกราวด์ SGND ดังนั้นจึงมีเพียงการป้องกันความร้อนทางแยกเท่านั้นที่ทำงานใน IPS4260L
(สีแดง V FLT, สีน้ำเงิน I OUT)
ในรูปที่ 9 และ 10 รูปคลื่นกำลังรายงานกระแสเอาต์พุต (Iout) ในหนึ่งช่องสัญญาณและแรงดันไฟฟ้าในการวินิจฉัย (V FLT) ระหว่างสภาวะลัดวงจร ดังที่คุณเห็นในตัวเลขทั้งสองกระแสเอาต์พุตหลังจากจุดสูงสุดสั้น ๆ ถูก จำกัด ที่ค่าคงที่
ในรูปที่ 9 นอกจากนี้เรายังรายงานแรงดันไฟฟ้าขาออกของช่องสัญญาณที่เกี่ยวข้องและแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่เป็นไปตามรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าขัดข้องเนื่องจากขาอินพุตของ IPS4260L ถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย
ในรูป 10 เมื่อปิดใช้งานฟังก์ชัน "บล็อกลัดวงจรแบบไม่กระจาย" เราจะเห็นว่าจำเป็นต้องมีขั้นตอนแรกที่ยาวนานเพื่อไปถึงการปิดทางแยกความร้อน หลังจากนี้ช่องสัญญาณที่โหลดเกินจะถูกปิดดังนั้นการไปที่ศูนย์กระแส จำกัด เอาต์พุต สัญญาณการวินิจฉัยของช่องสัญญาณที่โหลดมากเกินไปโดยปกติจะสูงจนกว่าการแทรกแซงการป้องกันความร้อนจะปิดลงในขณะนั้นการวินิจฉัยในขา FLT และขาอินพุตที่เกี่ยวข้องจะอยู่ในระดับต่ำเพื่อส่งสัญญาณการแทรกแซงทางความร้อน การทำงานปกติจะรีสตาร์ทเมื่ออุณหภูมิของทางแยก T Jกลับมาต่ำกว่าเกณฑ์การรีเซ็ต T JSD - T JHYSTและวงจรจะเริ่มขึ้นอีกครั้ง
พฤติกรรมกับโหลด capacitive
(Vout สีเหลือง, Iout สีน้ำเงิน, Vflt สีแดง)
IPS4260L ยังสามารถขับเคลื่อนโหลด capacitive ได้โดยไม่มีปัญหา สามารถขับตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงมาก ในรูปที่ 11 รูปคลื่นมีรายงานว่าขับตัวเก็บประจุ 3.3mF / 63V เนื่องจากความจุขนาดใหญ่กระแสเอาต์พุตระหว่างการชาร์จตัวเก็บประจุจึงอยู่ในข้อ จำกัด ปัจจุบันดังนั้นเราจึงไม่เห็นกระแสชาร์จจริง แต่กระแส จำกัด ที่กำหนดโดยตัวต้านทาน หลังจาก T Coofคุณสามารถดูการแทรกแซง“ การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรแบบไม่กระจาย” เพื่อให้เอาต์พุตกำลังไฟฟ้าที่โหลดปิดอยู่ตลอดจนต่อโหลดเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจร เมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จจนเกือบหมดกระแสจะต่ำกว่าค่า จำกัด กระแสที่ตั้งไว้: สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในรูปที่ 13 ซึ่งคุณสามารถสังเกตได้ที่ตรงกลางของรูปคลื่นสีฟ้าการเปลี่ยนแปลงความลาดเอียงอย่างกะทันหันในกระแสชาร์จจนกระทั่งถึงค่าศูนย์ ชาร์จเต็ม) เมื่อตัวเก็บประจุเอาท์พุทถูกชาร์จและคุณให้แรงดันไฟฟ้าต่ำแก่อินพุตพฤติกรรมของขา OL จะสอดคล้องกับกรณีสั้นถึง GND เนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ ซึ่งหมายความว่าในสถานะปิด (แรงดันไฟฟ้าขาเข้าต่ำ) สัญญาณวินิจฉัยของขา OL (ปกติสูง) จะต่ำ (ดูตารางความจริงที่รูปที่ 12)
(Vout สีเหลือง, Iout สีน้ำเงิน, Vflt สีแดง)
VI. สรุป
มีการนำเสนอสวิตช์ด้านข้างเสาหินรูปสี่เหลี่ยมต่ำอันชาญฉลาด สวิตช์เปิดปิดอัจฉริยะ (IPS) ใหม่ให้ความแม่นยำที่ดีขึ้นเพื่อลดการสูญเสียพลังงานและป้องกันข้อผิดพลาดของระบบเมื่อเกิดความผิดพลาด ข้อดีเหล่านี้ทำได้โดยใช้เทคโนโลยี Multipower-BCD รุ่นล่าสุดของ ST ซึ่งช่วยให้ขีด จำกัด กระแสเกินที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อรักษาสภาพพลังงานให้คงที่ในขณะที่ระบบกำลังฟื้นตัว
ด้วยการนำเสนอโซลูชั่นแบบบูรณาการสำหรับช่องสัญญาณเอาต์พุตสี่ช่อง IPS4260L ยังช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบเพิ่มความน่าเชื่อถือและประหยัดพื้นที่บอร์ดพีซี Quad-channel IC รุ่นใหม่นี้เป็นส่วนเสริมที่สำคัญในกลุ่มผลิตภัณฑ์ IPS อุตสาหกรรมของ ST ซึ่งมีอุปกรณ์ด้านสูงแบบช่องสัญญาณเดี่ยวคู่รูปสี่เหลี่ยมและฐานแปดอยู่แล้ว
อ้างอิง
“ สวิตช์เปิดปิดอัจฉริยะด้านต่ำ IPS4260L Quad” เอกสารข้อมูล www.st.com
“ UM2297: เริ่มต้นใช้งาน STEVAL-IFP029V1 สำหรับไดรเวอร์ด้านล่าง Quad ความเร็วสูง IPS4260L พร้อมคู่มือผู้ใช้ GUI เฉพาะ” www.st.com
เกี่ยวกับผู้แต่ง
Michelangelo Marchese
วิศวกรการตลาดด้านเทคนิคอาวุโส
สวิตช์ไฟอัจฉริยะ (IPS) และผลิตภัณฑ์ IO-Link
แผนกการแปลงอุตสาหกรรมและพลังงาน
STMicroelectronics