本文主要闡述了SLM21364的過流保護觸發電路的工作原理，以及RCIN管腳外接電阻電容的選擇。

過流保護工作原理

SLM21364通過外部電流檢測電阻和ITRP管腳的監控實現系統過流檢測和保護功能。圖1是SLM21364的過流保護觸發電路的典型應用和內部框圖。

圖1. RCIN管腳應用及內部邏輯圖

RCIN管腳外接電阻RRCIN和電容CRCIN，當ITRIP管腳電壓大于VIT時，Fault管腳輸出為低，此時，RCIN管腳的內部下拉MOSFET(M1)導通，迅速拉低RCIN電壓，釋放CRCIN的電荷，拉低時間為TRCIN_F。當ITRIP管腳電壓小于VIT時，RCIN的內部下拉MOSFET關斷， RCIN管腳呈現高阻狀態，Vcc電源通過RRCIN對CRCIN充電，當RCIN管腳電壓上升到閾值電壓（通常為8V）后Fault管腳輸出置高恢復, 其中RCIN管腳電壓開始充電到Fault管腳置高恢復的時間為TFLTCLR。

RCIN管腳充放電時間

為了正常配置Fault的恢復時間，RCIN在ITRIP管腳開始充電的時刻必須為零電平，需要在ITRIP由高變低前迅速拉低RCIN電平，由圖2所示，RCIN的拉低時間為TRCIN_F, 主要由內部下拉MOSFET(M1)的輸出電流決定。

圖2. RCIN，ITRIP和Fault管腳的時序邏輯

根據電容放電公式，，近似得到：

圖3是RCIN下拉MOSFET(M1)的輸出特性曲線，當M1的Drain和Source兩端電壓Uds比較高時，下拉電流Id呈現電流源特性，主要工作在飽和區。Id電流的大小主要由內部門級電壓決定。針對SLM21364的內部設計，M1的飽和電流約為70mA。在Vcc和Id確定的情況下，為了保證RCIN管腳每次正常拉低到零電平， TRCIN_F需小于1μs，則實際應用中應保證CRCIN<2.2nF。

圖3. RCIN下拉MOSFET(M1)的輸出特性曲線

確定CRCIN的大小之后，可以根據Fault管腳置高恢復時間TFLTCLR的需求來選擇合適的RRCIN。TFLTCLR的時間是由RCIN管腳的充電時間決定，并由以下公式計算：

實驗測試結果

當Vcc=15V，選取RRCIN=200K?, CRCIN=1nF, 測得RCIN放電實驗波形如圖4所示：

CH1: VRCIN, CH2: VITRIP,CH3: VFAULT, CH4: HO

圖4. RCIN放電實驗波形

Vcc=15V，RRCIN=200K?, CRCIN=1nF

由公式1計算可得RCIN的拉低時間為：

和圖4中測得RCIN的拉低時間216ns是一致的。

上述實例相同條件下, 測得RCIN充電實驗波形如圖5所示：

CH1: VRCIN, CH2: VITRIP, CH3: VFAULT, CH4: HO

圖5. RCIN充電實驗波形

Vcc=15V，RRCIN=200K?, CRCIN=1nF

由公式2計算可得：

和圖5中測得的FAULT管腳置高恢復時間160μs是一致的。

當Vcc=15V，選取RRCIN=200K?, CRCIN=10nF, 測得RCIN放電實驗波形如圖6所示：

CH1: VRCIN, CH2: VITRIP, CH3: VFAULT, CH4: HO

圖6. RCIN充放電實驗波形

Vcc=15V，RRCIN=200K?, CRCIN=10nF

由于CRCIN取值較大，RCIN管腳在ITRIP觸發后下拉速度較慢，且RCIN過流信號維持時間較短，從圖中看到RCIN電壓并不能完全拉低到零電平就開始充電。這樣會導致Fault管腳的恢復時間遠遠小于設置的時間，帶來系統保護風險。如果CRCIN取值過大，或者ITRIP維持時間過小，甚至會出現保護失效的極端現象。

總結

SLM21364的RCIN外接RC電路主要用來配置系統過流保護后的FAULT恢復時間，為了正常配置FAULT恢復時間，需要保證RCIN在RC充電前即過流ITRIP信號下降前下拉到零電平。對于一般的電源系統，過流持續時間在幾十μs以下的應用，建議RCIN的放電電容CRCIN<2.2nF，典型值選取1nF。然后再根據FAULT恢復時間需求，確定RCIN的充電電阻RRCIN的大小。

審核編輯：湯梓紅