JAJT343 August 2024 TPS1200-Q1 , TPS1211-Q1

5 設計上の考慮事項とテスト結果

50A 負荷を想定した次のシステム設計例を考えます。

この設計では、I_SCP および T_AUTO-RETRY パラメータを選択する必要があります。50A 負荷設計の場合、I_SCP スレッショルドは通常、最大負荷電流よりも 20% 大きい値に設定されるため、この例では 50A × 1.2 = 60A とします。

ここで、T_AUTO-RETRY を計算するには、図 6 を参照し、中点 (T_charge/2) でのコンデンサの電流と電圧の関係を使って、次の式 6 を求めます。

式 6.

\frac{({I_{s t a r t} + I}_{m i d})}{3} \times \frac{T_{c h a r g e}}{2} = C_{L O A D} \times \frac{V_{B A T T}}{2}

ここで

式 7.

I_{s t a r t} = \frac{I_{S C P} \times (T_{O N 1} + T_{O F F 1})}{2 \times (T_{O N 1} + T_{A U T O - R E T R Y})}

および

式 8.

I_{m i d} = \frac{I_{S C P} \times 2 \times T_{O N_m i d}}{2 \times (T_{O N_m i d} + T_{A U T O - R E T R Y})}

時間間隔 TON1、TOFF1、TON_mid は、式 9～式 11 を使って次のように計算できます。

式 9.

T_{O N 1} = \frac{L_{c a b l e} \times I_{S C P}}{V_{B A T T}}

式 10.

T_{O F F 1} = \frac{L_{c a b l e} \times I_{S C P}}{V_{D 1}}

式 11.

T_{O N_m i d} = \frac{L_{c a b l e} \times I_{S C P}}{(\frac{V_{B A T T}}{2})}

既知のパラメータ V_BATT、L_cable、I_SCP、V_D1、C_LOAD を代入し、T_AUTO-RETRY について解くと、10ms の充電時間を達成するためのリトライ遅延 (200µs 未満) が求まります。

図 8 と図 9 に、TPS1211-Q1 ハイサイドドライバを使って 5mF の負荷容量を充電するためのアプリケーション回路図とテスト構成を示します。T_AUTO-RETRY は 180µs であるため、充電時間は 7ms となります (図 10 を参照)。

図 8 容量性負荷を駆動するための代表的なアプリケーション回路図。

図 9 TPS1211-Q1 評価基板と 1.5m ケーブルハーネスを使用したテスト構成。

図 10 TPS1211-Q1 をスイッチングモードで使用し、5mF の負荷容量で起動。