如何使用低功率电路节省时间和金钱

许多工业系统旨在满足特定的 UL（保险商实验室）或 IEC（国际电工委员会）安全标准，通常最终目标是获得 UL 认证。作为此过程的一部分，许多设计必须符合 UL 或 IEC（或两者）概述的一组非常具体的要求。例如，在欧洲销售的家用电器必须通过 IEC60335-1，而在全球销售的家用电器必须通过 UL 60730。幸运的是，这两个标准有很多共同点，包括低功率电路 (LPC) 的共同定义：

“然后降低电阻，直到电阻器消耗的功率达到最大值。任何最靠近电源且在 5 秒结束时提供给该电阻器的最大功率不超过 15W 的点称为低功率点。距离电源比低功率点更远的电路部分被认为是低功率电路。”  （UL60730-1 中低功率电路的定义，H.27.1.1 节）

低功率电路即器具以额定电压供电，并且将一个已调到其最大电阻值的可变电阻器连接在被调查点和电源的异性极之间，然后减少电阻值，直到该电阻器消耗的功率达到最大值，在第5秒末时，供给该电阻器的最大功率不超过15W的最靠近电源的那些点，被称为低功率点。距电源比低功率点远的那一部分电路被认为是一个低功率电路。

设计 LPC 有什么好处？

我从上面的定义中得到的要点是，如果一个电路不超过 15W，它可能被归类为 LPC。经过验证的 LPC 可以跳过组成 UL H.27.1.4 的测试，其中包括灼热丝测试、针焰测试 (NFT) 和 19.11.2 ag 的某些故障条件测试（开路、短路、间隙测试） . 这一切都增加了我们在设计工业系统时使用 LPC 可以节省的时间和金钱。

TI 如何帮助设计低功耗电路？

为了在我们的下一个设计中实施 LPC，第一步是确保有低功率点或“节点”。确保每个节点保持在 15W 以下的一种简单方法是在每个节点上实施精密功率限制解决方案，例如TI Designs 参考设计中展示的这种精密功率限制解决方案。此 TI Designs 参考设计使用TPS25921 eFuse，它可以监控流过每个节点的电流和电压。

PS25921 是一款具有全套保护功能的紧凑型多功能熔丝。 它具有较宽的工作电压，可实现对多种常用直流 (DC) 总线的控制。 室温下限流精度达 ±2%，这种优异的精度使得 TPS25921 成为多种系统保护应用的理想选择。

而且它还具有过流保护、过压保护和欠压保护等多种可编程功能，能够对负载、电源和器件提供保护。欠压和过压条件下的阈值精度为 3%，无需监控电路即可确保对总线电压进行严密控制。 此外，还针对系统状态监视和下游负载控制提供了故障标志输出 (FLT)。

对于热插拔电路板，TPS25921 提供了浪涌电流控制和可编程的输出斜坡速率。 为实现设计灵活性的最大化，可使用软启动 (SS) 引脚处的电容器编程设定输出斜坡速率。

· 4.5V - 18V 工作电压，最大绝对值 20V

· 90mΩ RDS(ON)（典型值）

· 0.4A 至 1.6A 可调电流限值

· ILIMIT 为 1A 且温度为 25°C 时限流精度达 ±2%

· ±3% 过压、欠压阈值

· 可编程的 dVO/dt 控制

· 热关断故障输出、欠压闭锁 (UVLO) 和过压保护 (OVP)

· -40°C 至 125°C 的结温范围

· 自动重试和闭锁型号

· UL2367 认证正在处理中

· UL60950 - 单点故障测试期间安全

此 eFuse 具有通过外部电阻器调整的 ±2% 电流限制精度。它还具有 ±3% 准确度的过压保护 (OVP) 和欠压锁定 (UVLO) 阈值，通过电阻分压器设置，如图 1 所示。大多数 TI 电子保险丝，包括TPS25921，被 UL 2367（固态过电流保护器）认可和/或 UL 60950（单点故障时安全）认可，这进一步加快了 UL 认证过程。

图 1：由 R 1、R 2和 R 3设置的 UVLO 和 OVP 阈值

实现低功率电路的挑战

在我们的下一个设计中实施 LPC 的最大挑战将来自它需要对现有设计进行重大修改的事实。然而，一旦我们使用 LPC 设计了一个系统，在其他项目中重复使用这些电路板就变得非常容易且具有成本效益。由于 LPC 所需的测试减少，整体测试成本和上市时间也将减少，从而提高盈利能力。在 TI 的功率限制解决方案的帮助下实施 LPC TI Designs 参考设计是在我们的下一个项目中节省时间和金钱的好方法。