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适用于12V总线的电子电源断路器

星星科技指导员 来源:意法半导体 作者:意法半导体 2022-05-16 10:12 次阅读

STPW12是一种电子电源断路器,它与 12 V DC 导轨串联连接,并在功率超过工程师根据其应用定义的某个阈值时断开负载。它的性能远胜于保险丝电源开关,从而能够创造出必须满足越来越严格的法规的新产品。通过使用我们的新组件,电源管理更加严格,制造商不再需要花费大量资金来为他们的电线隔离材料,因为 STPW12 可以防止过热。我们的团队还通过集成自动重试功能使组件变得智能,这意味着即使经济高效的系统没有微控制器,我们功能丰富的电源断路器也可以帮助设计人员利用此功能。

STPW12 是制造商要求满足其低功耗认证的新要求的成果,因此向我们的工程师寻求能够简化其设计并使其更加稳健的解决方案。一个例子是国际电工委员会的IEC/UL 60730标准,它要求嵌入在家用电器中的低功率负载不超过 15 W。此外,消费者越来越关注环境和电费,同时也要求创新和来自白色家电的智能体验,这意味着电子控制板和复杂用户界面的使用越来越普遍。

因此,找到能够控制每个子系统的功耗、防止过载并允许公司节省隔离和布线成本的解决方案变得越来越重要。不幸的是,保险丝和离散过流保护不够精确,工程师必须实施复杂的机制才能保持在功率限制范围内。感谢我们的新部分,这是过去的问题。

具有 3 % 精度和自我保护功能的强大电源断路器

STPW12 在业内独树一帜的主要原因之一是它能够以 3% 的误差幅度感应功率,这比当今市场上的类似解决方案要准确得多。传统上,我们在高质量电子保险丝上发现这种精度水平,但它们只能感应电流。但是,故障负载可能具有稳定的电流,但电压很差,这意味着制造商希望保持在 15 W 以下,必须使用其他设备。

还有一些系统在电流检测放大器上使用电压监控器或热插拔控制器MOSFET 开关,但即使是最好的设计通常也只能提供 10% 的准确度,而且非常复杂、占用空间和昂贵。因此,功率限制解决方案成为一种负担,并使认证流程复杂化。我们的新部件是独一无二的,因为它以特别有趣的价格提供了新的性能水平,并且需要很少的设计工作。

STPW12 还具有仅为 50 mΩ 的 RDS(on),对于此类集成解决方案而言,这是一个特别低的电阻。此外,该器件还包括一个短路电流限制器以及一个热关断功能,以保护自身免受极端情况的影响。其工作结温范围介于-40 ºC 和 +125 ºC之间,并且保护设备免受过载会提高 STPW12 以及 PCB 其余部分的稳健性,因为这些预防措施也会断开负载。因此,制造商受益于保护其所有子系统免受故障负载影响的电源断路器,从而使新设备可靠且智能。

用于微控制器的具有附加功能的大功率断路器

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使用 STPW12 的示例

工程师可以在设计用于监控多个子系统功耗的控制单元中使用带有微控制器的电源断路器,方法是读取监控/故障引脚上的电源监控器,并使用此信息来实现复杂的算法以及调整负载配置。它不仅简化了控制功能的开发,而且提高了整体操作的可靠性和安全性。然而,STPW12 的一个可能被忽视的方面是它也是自给自足的,这意味着它不一定需要微控制器。例如,工程师可以通过将特定电阻器连接到 Rset 引脚和地来设置功率阈值。

具有硬件自动重试和屏蔽时间的智能电源断路器

同样,只需安装特定电容器即可享受自动重试功能。例如,对于一秒的延迟,工程师将需要使用电容为 70 nF 的组件,因为他们知道较低的电容意味着较短的延迟。在许多情况下,不良负载并不是永久性的。因此,通过在电源设备本身内实现自动重试功能,设备可以重新启动并可能恢复操作,而无需更复杂的微控制器,从而使制造商能够以更低的成本提供更多功能。

STPW12 还提供具有可编程屏蔽时间的 PWM(脉冲宽度调制)模式。借助 PWM 引脚,工程师可以快速打开或关闭内部开关,这有助于调制流向负载的能量。使用 PWM 模式时,可编程屏蔽时间使功率限制保护在短时间内保持无效,团队可以使用外部电阻器定义该延迟。例如,R延迟引脚上的 23.2 kΩ 电阻可以实现 1 毫秒的屏蔽时间。在控制无功负载时,浪涌电流可能会导致误报并触发过功率保护,从而阻止启动。因此,在硬件中设置屏蔽时间以绕过该问题而无需外部 MCU 至关重要。

审核编辑:郭婷

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