保護工業(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)字輸出常常必須實現(xiàn)某種類型的保護措施。信號的完整性，在幾米遠的距離上傳輸，可能會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)動信號的設(shè)備。為了防止電磁兼容問題，也可能需要通過降低信號的上升和下降時間到中等水平來減慢信號斜率。這個應(yīng)用報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)動小電阻、電容和感性負載的。

　　設(shè)計問題

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

　　采用PLCC或其他數(shù)字控制器驅(qū)動時，這些信號也會非常快速的轉(zhuǎn)換速率和鋒利的邊緣信號。在長電纜的驅(qū)動下，會產(chǎn)生一個潛在的大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/ 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，并利用設(shè)備智能MOSFET驅(qū)動負載。高邊開關(guān)可以在2.7 V的電壓范圍內(nèi)切換到5.5 V的負載，最大輸出電流可達2 A。高邊開關(guān)包含短路、過熱和過流保護等特性。通過2米長的電纜連接到開關(guān)上的不同類型的負載（電阻、電容、RC、直流電動機、繼電器、燈）進行測試（見圖1）。試驗條件如圖1所示，省略22μμF的電容。六是5伏和EN連接到GND。當輸入負載較重時，輸入和輸出的高值電解電容可減少電源瞬變。