保護(hù)工業(yè)數(shù)字控制輸出使用智能MOSFET

　　摘要

　　工業(yè)應(yīng)用中的數(shù)字輸出常常必須實(shí)現(xiàn)某種類型的保護(hù)措施。信號(hào)的完整性，在幾米遠(yuǎn)的距離上傳輸，可能會(huì)受到短路或過流等故障條件的影響，這兩種情況都可能損壞驅(qū)動(dòng)信號(hào)的設(shè)備。為了防止電磁兼容問題，也可能需要通過降低信號(hào)的上升和下降時(shí)間到中等水平來減慢信號(hào)斜率。這個(gè)應(yīng)用報(bào)告顯示了德克薩斯儀器的高功率配電開關(guān)是如何安全地驅(qū)動(dòng)小電阻、電容和感性負(fù)載的。

　　設(shè)計(jì)問題

　　在工業(yè)控制環(huán)境中，有許多信號(hào)需要從一臺(tái)機(jī)器或系統(tǒng)傳送到另一臺(tái)機(jī)器或系統(tǒng)，以發(fā)出信號(hào)故障，或啟動(dòng)下一個(gè)操作階段。這些信號(hào)通常是由plccs或其他數(shù)字控制器的驅(qū)動(dòng)，這可能帶動(dòng)小電阻，電容或電感性負(fù)載的能力，在長電纜運(yùn)行。他們可能沒有能力承受故障，并繼續(xù)正常運(yùn)行。

　　采用PLCC或其他數(shù)字控制器驅(qū)動(dòng)時(shí)，這些信號(hào)也會(huì)非常快速的轉(zhuǎn)換速率和鋒利的邊緣信號(hào)。在長電纜的驅(qū)動(dòng)下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)潛在的大EMI噪聲的傳輸線。

　　這兩種情況都降低了工業(yè)控制系統(tǒng)的完整性和可靠性。這些問題中的許多是系統(tǒng)中出現(xiàn)的癥狀，這些癥狀很難發(fā)現(xiàn)異常。

　　解決方案

　　該解決方案包括驅(qū)動(dòng)/ EN引腳的tps202x家庭或EN引腳TPS203x家庭配電開關(guān)與控制器的數(shù)字信號(hào)，并利用設(shè)備智能MOSFET驅(qū)動(dòng)負(fù)載。高邊開關(guān)可以在2.7 V的電壓范圍內(nèi)切換到5.5 V的負(fù)載，最大輸出電流可達(dá)2 A。高邊開關(guān)包含短路、過熱和過流保護(hù)等特性。通過2米長的電纜連接到開關(guān)上的不同類型的負(fù)載（電阻、電容、RC、直流電動(dòng)機(jī)、繼電器、燈）進(jìn)行測(cè)試（見圖1）。試驗(yàn)條件如圖1所示，省略22μμF的電容。六是5伏和EN連接到GND。當(dāng)輸入負(fù)載較重時(shí)，輸入和輸出的高值電解電容可減少電源瞬變。