（青V FLT、黄色V IN、赤I OUT、緑V OUT）
過電流と負荷の供給電圧への短絡は、デジタル出力動作中に直面しなければならない最も過酷なイベントです。これらの悪いイベントでは、出力ステージは関連するすべてのエネルギーを消費して生き残る必要があります。出力段に接続された負荷に加えて、予期しない値に達する可能性のある電流のピークから保護する必要があります。
供給電圧への出力の短絡中の非常に高い電流のピークを安全に管理するために、電流制限ブロックがチップ上に統合されています。その結果、短時間の電流スパイクのみが許可されます。電流制限回路に介入するのに必要な時間だけなので、外部抵抗を使用して最大出力電流をトリミングします。
ハードオーバーロードでも同じです。ただし、内部で制限された出力電流では不十分です。実際、短絡または過負荷がその時間内に続くと、負荷だけでなくデバイスにも消費される電力が重要になるため、過熱によってデバイスや関連する負荷が破壊される可能性があります。
そのため、「非散逸短絡ブロック」がチップに組み込まれており、過負荷チャネルの電流制限状態の持続時間を制限します。カットオフ電流遅延時間（T Coff、）と呼ばれる持続時間は、CoDピンとSGNDグランドプレーンの間に接続された外部抵抗（R CoD）によって設定されます。この時間の後、過負荷状態のチャネルが多数ある場合のPCBの劣化を回避し、デバイスとデバイスの両方に流れるエネルギーを削減するために、チャネルはパワーステージ再起動遅延時間（tres）と呼ばれる時間オフのままになります。負荷。
T Coff中に、過負荷チャネルの接合部温度が内部設定値（T JSD）に達した場合、各チャネルに1つずつ、接合部熱保護ブロックがチャネルをオフにします。Tjがリセットしきい値を下回ったときにのみ再起動します。
CoDピンをSGNDグランドプレーンと短絡接続する「非散逸短絡ブロック」を無効にすることが可能であるため、IPS4260Lでは接合部の熱保護のみがアクティブになります。
（赤V FLT、青I OUT）
図9および10の波形は、1つのチャネルの出力電流（Iout）と、短絡状態の診断電圧（V FLT）を報告しています。両方の図でわかるように、短いピークの後の出力電流は固定値に制限されます。
さらに、図9では、IPS4260Lの入力ピンが診断目的で使用されているため、関連するチャネルの出力電圧と障害電圧の波形に従う入力電圧を報告します。
図では 図10に示すように、「非散逸短絡ブロック」の機能が無効になっている場合、熱接合部のシャットダウンに到達するために最初の長いステップが必要であることがわかります。この後、過負荷チャネルがオフに切り替えられるため、出力制限電流をゼロにします。過負荷チャネルの診断信号は、通常、熱保護介入がオフに切り替わるまでハイです。その時点で、FLTピンおよび関連する入力ピンの診断がローになり、熱介入を通知します。接合部温度、Tとき通常動作再開はJは、バックリセット閾値以下来る、T JSD - T JHYST、サイクルが再び始まります。
容量性負荷での動作
（黄色のVout、青いIout、赤いVflt）
IPS4260Lは、容量性負荷を問題なく駆動することもできます。非常に高い静電容量のコンデンサを駆動することができます。図11では、3.3mF / 63Vコンデンサを駆動する波形が報告されています。静電容量が大きいため、コンデンサ充電時の出力電流は電流制限されており、実際の充電電流ではなく、抵抗によって外部から設定された制限電流がわかります。 Tクーフの後「非散逸性短絡保護」介入を確認できます。これにより、負荷のかかった電力出力がオフになり、過負荷または短絡ごとにスイッチがオフになります。コンデンサがほぼ完全に充電されると、電流は設定された電流制限を下回ります。これは図13に明確に示され、青色の波形の中央で、ゼロ値に達するまで充電電流の勾配の急激な変化を観察できます（コンデンサ完全に充電されています）。出力コンデンサが充電され、入力に低電圧を与えると、OLピンの動作は、その電圧のためにGNDへの短絡の場合に対応します。これは、オフ状態（入力電圧がロー）では、OLピン（通常はハイ）の診断信号がローになることを意味します（図12の真理値表を参照）。
（黄色のVout、青いIout、赤いVflt）
VI。結論
スマートモノリシッククワッドローサイドスイッチが発表されました。新しいインテリジェント電源スイッチ（IPS）は、精度を向上させてエネルギー損失を最小限に抑え、障害発生時のシステムエラーを防ぎます。これらの利点は、STの最新世代のMultipower-BCDテクノロジーを使用して実現されます。これにより、プログラム可能な過負荷電流制限により、システムの回復中に安定した電力状態を維持できます。
IPS4260Lは、4つの出力チャネルに統合ソリューションを提供することにより、設計を簡素化し、信頼性を高め、プリント基板のスペースを節約します。この新しいクアッドチャネルICは、STの産業用IPSポートフォリオへの重要な追加であり、シングル、デュアル、クアッド、およびオクタルチャネルのハイサイドデバイスがすでに含まれています。
参考文献
「IPS4260Lクワッドローサイドインテリジェント電源スイッチ」、 データシート、 www.st.com。
「UM2297：専用GUIを備えたIPS4260L高速クワッドローサイドドライバー用のSTEVAL-IFP029V1の使用を開始する」ユーザーマニュアル、www.st.com。
著者について
ミケランジェロマルケーゼ
シニアテクニカルマーケティングエンジニア
インテリジェントパワースイッチ（IPS）およびIO-Link製品
産業および電力変換部門
STMicroelectronics