如何使用低功率电路（LPC）节省开发时间

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）

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） . 这一切都增加了您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？

为了在您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。此 eFuse 具有通过外部电阻器调整的 ±2% 电流限制精度。它还拥有 ±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。

TPS25921 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。
●特性
■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

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。对于需要UL认证的产品，使用UL认可的电子熔丝（通过UL2367认可）有助于推进系统级的UL认证。工业系统设计师还可利用电子熔丝创建低功耗电路（符合UL 60730 (IEC 60335-1)）。许多电子熔丝也通过UL 60950认可，即当电流极限电阻短路或与电子熔丝断开连接时，它仍能够运转。

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

在您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，一旦您使用 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 参考设计是在您的下一个项目中节省时间的好方法。