JAJSOU6A October   2023  – October 2025 TPS2HCS10-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 説明
  5. 4 デバイス比較表
  6. 5 ピン構成および機能
    1. 5.1 バージョン A パッケージ
    2. 5.2 ピン配置 - バージョン A
    3. 5.3 バージョン B パッケージ
    4. 5.4 ピン配置 - バージョン B
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 SPI のタイミング要件
    7. 6.7 スイッチング特性
    8. 6.8 代表的特性
  8. 7 パラメータ測定情報
  9. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 保護メカニズム
        1. 8.3.1.1 過電流保護
          1. 8.3.1.1.1 突入時間 — 過電流保護
          2. 8.3.1.1.2 過電流保護 — 定常状態動作
          3. 8.3.1.1.3 プログラマブル ヒューズ保護
          4. 8.3.1.1.4 即時シャットダウン過電流保護 (IOCP)
          5. 8.3.1.1.5 自動再試行とラッチ オフ動作
        2. 8.3.1.2 サーマル シャットダウン
        3. 8.3.1.3 逆極性バッテリ
      2. 8.3.2 診断機能
        1. 8.3.2.1 ADC 内蔵
        2. 8.3.2.2 デジタル電流センス出力
        3. 8.3.2.3 出力電圧測定
        4. 8.3.2.4 MOSFET 温度測定
        5. 8.3.2.5 ドレイン - ソース間電圧 (VDS) の測定
        6. 8.3.2.6 VBB 電圧の測定
        7. 8.3.2.7 VOUT のバッテリへの短絡とオープン負荷
          1. 8.3.2.7.1 チャネル出力 (FET) が有効な測定
          2. 8.3.2.7.2 チャネル出力がディスエーブルの検出
      3. 8.3.3 並列モード動作
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 状態遷移図
      2. 8.4.2 出力制御
      3. 8.4.3 SPI モード動作
      4. 8.4.4 障害通知
      5. 8.4.5 SLEEP
      6. 8.4.6 CONFIG/ACTIVE
      7. 8.4.7 LIMP_HOME 状態 (バージョン A のみ)
      8. 8.4.8 バッテリ電源入力 (VBB) 低電圧
      9. 8.4.9 低消費電力 (LPM) 状態
        1. 8.4.9.1 MANUAL_LPM 状態
        2. 8.4.9.2 AUTO_LPM 状態
    5. 8.5 TPS2HCS10-Q1 のレジスタ
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 設計要件
      2. 9.2.2 詳細な設計手順
        1. 9.2.2.1 熱に関する注意事項
        2. 9.2.2.2 容量性充電モードの設定
      3. 9.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
    2. 10.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 10.3 サポート・リソース
    4. 10.4 商標
    5. 10.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 10.6 用語集
  12. 11改訂履歴
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報
8.3.1.1.3 プログラマブル ヒューズ保護

デバイスには、チャネルごとにプログラム可能なヒューズ保護が内蔵されています。この保護機能は定義された時間電流曲線に基づいており、溶断ヒューズ データシートでは一般に I2t 保護と呼ばれます。この目的は、溶断型ヒューズのスイッチのターンオフ動作を一致させることです。NOM_CUR_CHx [2:0] ビットと I2T_TRIP_CHx [3:0] ビットは時間電流曲線を設定しますが、本デバイスは固定遅延シャットダウン (ISWCL) および即時シャットダウン保護 (IOCP) も使用して、デバイスの完全な I2T 保護を実現しています。TPS2HCS10-Q1 の I2T 保護は、次の 4 つの領域で構成されています。

  1. 公称電流
  2. ヒューズ シャットダウン
  3. 固定遅延シャットダウン
  4. 即時シャットダウン保護 (IOCP)

公称電流領域 (1) では、デバイスをオフにすることなく無制限に電流を供給できる領域が定義されています。これは、溶断式ヒューズのヒューズ電流定格とほぼ等しくなります。この領域は NOM_CUR_CHx [2:0] ビットによって設定されます。出力電流が NOM_CUR_CHx 設定より小さい場合、デバイスは前述のように無期限に電流を供給でき、I2T の蓄積が開始されることはありません。出力電流が NOM_CUR_CHx の設定以上の場合、デバイスは I2T 累積ループに入り、I2T_TRIP_CHx [3:0] スレッショルドが満たされるまで累積を開始します。出力電流が I2T_TRIP _CHx 値に達する前に NOM_CUR_CHx を下回ると、デバイスは I2T 蓄積を停止しますが、デバイスに電力が供給されている限り、累積エネルギーの追跡を継続します。

公称電流領域の上は、I2T_TRIP_CHx [3:0] ビットによって設定されるヒューズ シャットダウン領域 (2) です。この領域は、時間電流曲線の曲率と、デバイスの I2T の蓄積がアクティブである領域を定義します。出力電流レベルと NOM_CUR_CHx の設定に基づき、デバイスは設定された I2T_TRIP 値をベースに異なる時間間隔でトリップします。デバイスの時間電流曲線は 式 1 で定義されます。

式 1. I 2 T _ T R I P =     I O U T 2   -   N O M _ C U R _ C H x 2     ×   t

累積エネルギーが I2T_TRIP 値を超えず、電流が NOM_CUR_CH を下回ると、式 1 を使用して、累積エネルギーがゼロになるまで、ISNS の値に基づいて累積エネルギーをデクリメントします。デバイスがデクリメントして 0 まで減少し続ける間、I2T_MOD ビットは累積エネルギーが 0 に戻るまで 1 のまま保持されます。その後、I2T_MOD ビットはゼロに戻ります。チャネルが I2T ループに入っていたために変換が無効になっていた場合、I2T_MOD = 0 になると変換は再度有効になります。

ヒューズ シャットダウン領域の上は、デバイスが固定遅延シャットダウンを提供する固定遅延シャットダウン領域 (3) です。これは ISWCL_CHx [1:0] および SWCL_DLY_TMR_CHx [1:0] ビットで設定されます。ISWCL_CHx [1:0] は出力電流値を設定し、SWCL_DLY_TMR_CHx は時間を設定します。出力電流が SWCL_DLY_TMR_CHx に対して連続的に ISWCL_CHx レベルを超えると、チャネルはただちにオフになります。

I2T_TRIP_CHx の値を超えたため、または ISWCL_CHx の機能が原因でシャットダウンが発生した場合、デバイスは TCLDN_CHx [1:0] で設定された期間オフのままになります。TCLDN_CHx [1:0] = 00 の場合、デバイスはオフのままです。再試行は行いません。この設定で再試行するには、TCLDN_CHx [1:0] ビットを別の設定に変更する必要があります。設定を変更すると、新しい設定で定義されたクールダウン時間の経過後、デバイスは再試行します。チャネルが I2T シャットダウン状態に入ると、アキュムレータの値は 0 にリセットされるため、再試行時間を調整して、ワイヤ ハーネスが冷却するのに十分な時間が確保されるようにする必要があります。また、チャネルが I2T シャットダウン状態に移行すると、NOM_CUR_CHx、I2T_TRIP_CHx、ISWCL_CHx の値は変更できないことに注意してください。

固定遅延シャットダウン領域の上は、即時シャットダウン過電流保護 (IOCP) 領域 (4) です。この領域は ILIMIT_SET_CHx [3:0] ビットで設定されます。出力電流が IOCP レベルを超えると、デバイスは直ちにオフになります。IOCP の再試行またはラッチオフの動作は LATCH_CHx ビットで設定されます。これは次のセクションで説明します。

I2T 保護のこれらの動作領域を 図 8-7 に示します。

TPS2HCS10-Q1 ヒューズ ベースのシャットダウンの動作領域図 8-7 ヒューズ ベースのシャットダウンの動作領域

レジスタマップの NOM_CUR_CHx、I2T_TRIP_CHx、ISWCL_CHx の値は、RSNS 値 700Ω に基づきます。このデバイスは、異なる RSNS 値に基づいてこれらの値をスケーリングできる柔軟性を備えています。NOM_CUR_CHx、I2T_TRIP_CHx、ISWCL_CHx をスケーリングする式を以下に定義します。

式 2. N O M _ C U R A D J , T Y P = N O M _ C U R 700   ×   700 R S N S , A D J , T Y P
式 3. I S W C L , A D J , T Y P = I S W C L , 700 ×   700 R S N S , A D J , T Y P
式 4. I 2 T A D J . T Y P = I 2 T 700 × ( 700 R S N S , A D J , T Y P ) 2

ここで、

式 5. N O M _ C U R 700 = N O M _ C U R _ C H x   v a l u e   i n   t h e   d a t a s h e e t   b a s e d   o n   R S N S   o f   700 Ω  
式 6. I S W C L , 700 = I S W C L   v a l u e   i n   t h e   d a t a s h e e t   b a s e d   o n   R S N S   o f   700 Ω  
式 7. I 2 T 700 = I 2 T   t r i p   v a l u e   i n   t h e   d a t a s h e e t   b a s e d   o n   R S N S   o f   700 Ω