TPS2595 — электронный предохранитель (eFuse) на 2,7–18 В и 4 А

TPS2595 — семейство электронных предохранителей Texas Instruments: ключ на 34 мОм, ограничение тока, плавный пуск, тепловая защита и быстрая фиксация выходного напряжения при перенапряжении на входе. Порог тока задаётся одним резистором, скорость нарастания — одним конденсатором. Разбираем по даташиту TI, какое исполнение выбрать и как посчитать внешние детали.

Обновлено 22 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Исполнения
Распиновка
Параметры
Расчёт внешних деталей
Функциональные аналоги

TPS2595xx (Texas Instruments) — электронный предохранитель, по терминологии TI — eFuse, то есть интегральная схема горячего подключения со встроенным ключом. Его ставят на входе питания платы или на разъёме: он ограничивает пусковой ток в ёмкости нагрузки, держит ток перегрузки на заданном уровне, отключается при перегреве и не пропускает на выход перенапряжение со входа. Где такая защита нужна и чем её заменяют — в статье «Защита цепей питания».

Коротко

Вход — 2,7–18 В (исполнения x5 — от 3,0 В), абсолютный предел 20 В.
Ключ — 34 мОм типично, 37 мОм максимум при 25 °C и входе 4–18 В.
Ток — ограничение 0,5–4 А резистором RILM = 2000 / (ILIMIT − 0,04), длительно до 4 А.
Перенапряжение — при входе выше порога 3,87, 5,7 или 13,7 В выход фиксируется около 3,6, 5,45 или 13,55 В за 5–10 мкс (тип.), в зависимости от исполнения.
Корпус — WSON-8 2 × 2 мм с площадкой, RθJA 65,6 °C/Вт.

Исполнения

Последние цифры обозначения задают порог фиксации и поведение после срабатывания тепловой защиты (разд. 5 и 7.5 даташита):

Исполнение	Порог фиксации, мин.–тип.–макс.	Выход при фиксации	После перегрева	Вход EN
TPS259520, TPS259521, TPS259525	3,65–3,87–4,1 В	3,4–3,6–3,8 В	x0 — отключение, x1 и x5 — перезапуск	активный высокий
TPS259530, TPS259531, TPS259535	5,5–5,7–5,9 В	5,2–5,45–5,7 В	x0 — отключение, x1 и x5 — перезапуск	активный высокий
TPS259533	5,5–5,7–5,9 В	5,2–5,45–5,7 В	перезапуск	активный низкий, порог отключения OVLO
TPS259540, TPS259541	13,3–13,7–14,3 В	13–13,55–14,1 В	x0 — отключение, x1 — перезапуск	активный высокий
TPS259570, TPS259571	без фиксации	—	x0 — отключение, x1 — перезапуск	активный высокий
TPS259573	без фиксации	—	перезапуск	активный низкий, порог отключения OVLO

У исполнений x5 вместо выхода аварии FLT — вывод быстрого разряда выхода QOD. Номинальное входное напряжение по примечанию TI не должно превышать порог фиксации выбранного исполнения: TPS25953x не годится для шины 9 или 12 В.

Распиновка

TPS2595x0, x1 в корпусе WSON-8, вид сверху; у x3 вывод 2 — EN/OVLO, у x5 вывод 6 — QOD

Вывод	Обозначение	Назначение
1	dVdt	конденсатор на землю задаёт скорость нарастания выхода; без конденсатора — самый быстрый пуск
2	EN/UVLO (EN/OVLO у x3)	разрешение; делитель от входа задаёт порог по пониженному (у x3 — повышенному) напряжению; не оставлять свободным
3, 4	IN	вход питания
5	OUT	выход
6	FLT (QOD у x5)	авария, открытый сток, нужна подтяжка; у x5 — быстрый разряд выхода при соединении с OUT
7	ILM	резистор на землю задаёт ток ограничения, напряжение на нём показывает ток нагрузки; не оставлять свободным
8, площадка	GND	общий провод; площадка отводит тепло и соединяется с землёй

Параметры

По разд. 7.3 и 7.5 даташита, при TJ от −40 до +125 °C, если не указано иное:

Параметр	Мин.	Тип.	Макс.
Входное напряжение (x0, x1, x3)	2,7 В	—	18 В
Сопротивление ключа, вход 4–18 В, 25 °C	—	34 мОм	37 мОм
Сопротивление ключа, вход 4–18 В, −40…+125 °C	—	—	53 мОм
Сопротивление ключа, вход 2,7–4 В, 25 °C	—	36 мОм	40 мОм
Ток ограничения при RILM = 487 Ом	3,87 А	4,17 А	4,42 А
Ток ограничения при RILM = 1780 Ом	1,09 А	1,17 А	1,24 А
Ток ограничения при RILM = 4420 Ом (по расчёту и характеризации)	0,46 А	0,49 А	0,52 А
Реакция ограничения тока / короткого замыкания	—	250 / 5 мкс	—
Коэффициент монитора тока на ILM (IOUT = 1 А)	249 мкА/А	276 мкА/А	304 мкА/А
Порог EN/UVLO, рост / спад	1,13 / 1,03 В	1,2 / 1,1 В	1,27 / 1,17 В
Ток потребления во включённом состоянии (x0, x1, x5)	—	175 мкА	250 мкА
Ток в выключенном состоянии, вход 5–18 В (x0, x1, x5)	—	0,45 мкА	2 мкА
Тепловое отключение / гистерезис	—	157 / 5 °C	—

Расчёт внешних деталей

Пример для шины USB 5 В с ограничением 2 А и ёмкостью нагрузки 100 мкФ, исполнение TPS259531:

Деталь	Уравнение TI	Расчёт
RILM	RILM = 2000 / (ILIMIT − 0,04)	2000 / 1,96 ≈ 1020 Ом
Скорость нарастания для пускового тока 100 мА	SR [В/мс] = IINRUSH [мА] / COUT [мкФ]	100 / 100 = 1 В/мс
CdVdt	CdVdt [пФ] = 42 000 / SR [В/мс]	42 000 пФ → ближайший 47 нФ, около 0,9 В/мс
Напряжение на ILM при 1 А	I · GIMON · RILM	1 · 276 мкА · 1020 Ом ≈ 0,28 В

Без конденсатора на dVdt выход поднимается со скоростью около 21,9 В/мс при 5 В (типовое значение из разд. 7.6), и ёмкость 100 мкФ взяла бы бросок около 2,2 А — выше порога ограничения. Энергию нагрева ключа при пуске TI рекомендует сверять с графиком теплового отключения (рис. 59): при 85 °C и мощности 229 мВт в примере даташита отключения нет. Подробнее о пусковом токе и способах его ограничения — на странице «Плавный пуск».

Функциональные аналоги

Совместимой по выводам замены в даташите не названо. В том же классе — eFuse других семейств TI и других производителей, но пороги фиксации, формулы резисторов и цоколёвка у них свои. Если ограничивать ток не нужно, а требуется только плавно включать питание, проще ключ нагрузки TPS22918. Другие микросхемы — в разделе «Управление питанием».

Частые вопросы

Какое исполнение TPS2595 выбрать для 5 В?

Для шины 5 В подходят TPS25953x: при входе выше порога 5,7 В (от 5,5 до 5,9 В) они удерживают выход около 5,45 В (5,2–5,7 В). Последняя цифра обозначения задаёт поведение после перегрева: 0 — отключение до повторного включения, 1 — автоматический перезапуск через 93 мс, 3 — инверсный вход разрешения, 5 — перезапуск плюс быстрый разряд выхода. Для 3,3 В есть TPS25952x с порогом 3,87 В, для 12 В — TPS25954x с порогом 13,7 В, без фиксации — TPS25957x.

Как рассчитать резистор ограничения тока?

По уравнению TI: RILM = 2000 / (ILIMIT − 0,04), ток в амперах, сопротивление в омах. Для 2 А получается 1020 Ом, для 3,7 А из примера TI — 546 Ом. Допустимый диапазон резистора — от 487 до 5000 Ом, то есть примерно от 0,44 до 4,15 А. Разброс порога — порядка ±7 %: при 1780 Ом даташит гарантирует от 1,09 до 1,24 А. Вывод ILM нельзя оставлять свободным: при обрыве резистора ток падает до нуля, а при замыкании на землю срабатывает аварийный порог 3 А.

Защищает ли TPS2595 от переполюсовки?

Нет. Даташит рассчитывает вход от −0,3 до 20 В, так что обратная полярность выходит за абсолютные пределы. Для защиты от переполюсовки перед eFuse ставят идеальный диод или диод Шоттки, а против выбросов от индуктивности кабеля TI советует TVS-диод на входе и диод Шоттки на выходе против отрицательных выбросов.

Чем eFuse отличается от обычного предохранителя и от ключа нагрузки?

Плавкий предохранитель срабатывает при многократной перегрузке за миллисекунды и больше не восстанавливается. eFuse ограничивает ток на заданном уровне за 250 мкс, при коротком замыкании — за 5 мкс, а при перегреве отключается и перезапускается. Ключ нагрузки вроде TPS22918 только включает и плавно поднимает питание, но не ограничивает ток при перегрузке.

Источники

Texas Instruments. TPS2595xx 2.7 V to 18 V, 4-A, 34-mΩ eFuse With Fast Overvoltage Protection (SLVSE57C, revised April 2018) — Features — 2,7–18 В, 20 В абсолютный предел, 34 мОм, ток 0,5–4 А с точностью ±7,5 %; разд. 5 Device Comparison Table — исполнения по порогу фиксации, реакции на перегрев, активному уровню EN и QOD; разд. 6 — выводы WSON-8; разд. 7.1–7.4 — предельные и рекомендуемые режимы, RILM 487–5000 Ом, CdVdt от 3300 пФ, 4 А при TJ до 125 °C, RθJA 65,6 °C/Вт; разд. 7.5 — IQ, ISD, пороги UVP, VOVC и VCLAMP, tOVC, GIMON, ILIMIT при 487, 1780 и 4420 Ом, tLIM, RON, UVLO 1,2/1,1 В, TSD 157 °C, автоповтор 93 мс; разд. 7.6 — скорость нарастания; разд. 8.3.3 — уравнения 2–4; разд. 9.2.2 — пример расчёта; разд. 10.1 — TVS и Шоттки против выбросов
Texas Instruments. TPS22918 5.5-V, 2-A, 52-mΩ On-Resistance Load Switch (SLVSD76C, revised July 2017) — для сравнения: ключ нагрузки 1–5,5 В без ограничения тока

Нашли ошибку?