TPSI3100 是一款完全集成的隔離式開關驅動器，與外部電源開關結合使用時，可形成完整的隔離式固態繼電器解決方案。憑借 17V 的柵極驅動電壓、1.5A 和 2.5A 的峰值拉電流和灌電流，可以使用大量電源開關來滿足許多應用需求。TPSI3100 從其初級側接收的電源產生自己的次級偏置電源，因此不需要隔離式次級電源偏置。該 TPSI3100 通過標稱 5V 電源軌 （VDDM） 提供額外的電源，供輔助電路用于執行各種功能，例如電流和電壓監控或遠程溫度檢測。TPSI3100隔離非常堅固，與使用傳統機械繼電器和光耦合器相比，具有更高的可靠性、更低的功耗和更大的溫度范圍。
*附件：tpsi3100.pdf

該TPSI3100集成了一個通信反向通道，該通道通過開漏輸出、PGOOD（電源正常）、FLT1（故障 1）和 ALM1（警報 1）將狀態信息從次級側傳輸到初級側。具有集成共享電壓基準的雙通道高速比較器用于置位 FLT1 和 ALM1。當比較器輸入 FLT1_CMP 超過基準電壓時，驅動器立即被置為低電平，FLT1 也被驅動為低電平，向系統表明發生了故障。這對于在關鍵事件（例如過流檢測）上禁用低延遲的外部開關非常有用。當比較器輸入 ALM1_CMP 超過電壓基準時，ALM1 信號被置為低電平，但驅動器不采取任何措施。這可能用作過熱或過壓事件的警報或警告指示器。

TPSI310xL 系列提供基于鎖存器的故障指示器。當檢測到故障時，驅動器和故障指示器被置為低電平并保持鎖存狀態，直到 EN 被置為低電平。TPSI310x 系列具有非鎖存故障指示器。如果故障事件不再存在，則 FLT1 置低，驅動器在指定的恢復期后遵循 EN 引腳的狀態。

特性

• 驅動外部電源開關（MOSFET、IGBT、SiC FET、SCR）
• 集成偏置電源，無需隔離式次級電源
• 17V 柵極驅動，1.5A 和 2.5A 峰值拉電流和吸收電流
• 3kVRMS 基本隔離
• 高達 25mW，5V 電源，用于外部輔助電路
• 雙通道隔離高速比較器，集成電壓基準 ±1.5%
• 用于故障和警報指示器的開漏輸出
• –40°C 至 +125°C，TA
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系統設計的文檔
• 安全相關認證
  • 計劃：4243VPK 基本隔離，符合 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 標準
  • 計劃：3kVRMS 隔離，持續 1 分鐘，符合 UL 1577 標準

參數

方框圖

一、產品概述

TPSI3100是一款全集成隔離開關驅動器，專為驅動外部功率開關（如MOSFETs、IGBTs、SiC FETs、SCRs）而設計。它集成了偏置電源、雙隔離比較器和17V柵極驅動，無需隔離的次級供電，適用于固態繼電器、樓宇自動化和工廠自動化等應用。

二、主要特性

• ?集成偏置電源?：無需外部隔離次級供電。
• ?高隔離電壓?：3kV RMS基本隔離。
• ?高柵極驅動電壓?：17V柵極驅動，峰值源電流1.5A和2.5A。
• ?雙隔離比較器?：帶集成電壓參考的比較器，用于故障和報警指示。
• ?功能安全?：支持功能安全設計，計劃獲得相關安全認證。
• ?寬溫度范圍?：工作溫度范圍-40°C至+125°C。
• ?5V輔助電源?：提供5V電源（VDDM）供外部輔助電路使用。

三、引腳配置與功能

TPSI3100采用16引腳SSOP封裝，主要引腳包括：

• ?VDDP?：初級側電源供電。
• ?VSSM?：初級側地。
• ?VSSM?：次級側地。
• ?VDDH?：次級側高壓輸出，用于柵極驅動。
• ?VDDM?：次級側中壓輸出，用于輔助電路。
• ?VDRV?：柵極驅動輸出。
• ?FLT1?：故障1指示輸出，低電平有效。
• ?ALM1?：報警1指示輸出，低電平有效。
• ?PGOOD?：電源正常指示輸出，低電平有效。
• ?EN?：使能輸入，高電平有效。
• ?CE?：芯片使能輸入，高電平有效。
• ?FLT1_CMP?：故障1比較器輸入。
• ?ALM1_CMP?：報警1比較器輸入。

四、電氣特性

• ?輸入電壓范圍?：4.5V至5.5V（VDDP）。
• ?柵極驅動電壓?：16V至18V（VDDH）。
• ?輔助電源電壓?：4.8V至5.2V（VDDM）。
• ?共模瞬態免疫?：100V/ns。
• ?最大結溫?：150°C。

五、功能描述

• ?傳輸使能狀態?：通過調制方案將使能狀態信息跨隔離屏障傳輸。
• ?電源傳輸?：通過隔離變壓器將初級側電源傳輸到次級側，無需次級隔離供電。
• ?柵極驅動?：提供高達17V的柵極驅動電壓，適用于多種功率開關。
• ?芯片使能?：當CE為高電平時，設備進入活躍模式；當CE為低電平時，設備進入待機模式。
• ?比較器?：雙隔離比較器用于故障和報警指示，比較器輸入超過參考電壓時觸發相應輸出。
• ?欠壓鎖定?：對VDDP、VDDH和VDDM進行欠壓保護，確保穩定工作。
• ?熱關斷?：內部溫度傳感器監測結溫，超過閾值時自動關斷電源傳輸。

六、應用與實現

• ?典型應用?：包括過電流保護、雙向過電流保護、DESAT保護等。
• ?設計步驟?：選擇合適的柵極驅動電容、分流電阻和比較器響應時間電阻。
• ?布局指南?：強調關鍵組件的放置、接地考慮和EMI抑制措施。
• ?電源建議?：提供初級側和次級側電源的連接和去耦建議。

七、器件與文檔支持

• ?設計工具?：提供相關的設計工具和計算器以簡化設計過程。
• ?文檔更新通知?：用戶可注冊接收文檔更新通知。
• ?技術支持?：TI E2E?支持論壇提供快速的設計幫助和驗證答案。
• ?靜電放電警告?：提醒用戶注意靜電放電可能對器件造成的損害。