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    TM

    www.ti.com

    F E A T U R E S

    A P P L I C A T I O N S

    D E S C R I P T I O N

    PVDD Supply Voltage V

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    0 4 8 12 16 20 24 28 32

    POOutputPowerW

    8

    4

    TC = 75C

    THD+N @ 10%

    6

    G002

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    S T E R E O D I G I T A L A M P L I F I E R P O W E R S T A G E

    d e l i v e r h i g h - q u a l i t y , h i g h - e f f i c i e n c y a u d i o a m p l i f i c a t i o n w i t h p r o v e n E M I c o m p l i a n c e . T h i s d e v i c e r e q u i r e s t w o 2 1 0 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 4 - B T L

    ( 1 )

    p o w e r s u p p l i e s , a t 1 2 V f o r G V D D a n d V D D , a n d a t 2 8 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 6 - B T L 3 2 V f o r P V D D . T h e T A S 5 1 4 2 d o e s n o t r e q u i r e p o w e r - u p s e q u e n c i n g d u e t o i n t e r n a l p o w e r - o n r e s e t . 2 6 5 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 8 - B T LT h e e f f i c i e n c y o f t h i s d i g i t a l a m p l i f i e r i s g r e a t e r t h a n 4 4 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 3 - S E9 0 % i n t o 6 , w h i c h e n a b l e s t h e u s e o f s m a l l e r

    4 3 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 4 - S E p o w e r s u p p l i e s a n d h e a t s i n k s . 1 1 6 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 3 - P B T L

    T h e T A S 5 1 4 2 h a s a n i n n o v a t i v e p r o t e c t i o n s y s t e m 1 2 0 0 W a t 1 0 % T H D + N I n t o 2 - P B T L ( 1 ) i n t e g r a t e d o n - c h i p , s a f e g u a r d i n g t h e d e v i c e a g a i n s t a

    w i d e r a n g e o f f a u l t c o n d i t i o n s t h a t c o u l d d a m a g e t h e > 1 0 0 d B S N R ( A - W e i g h t e d ) s y s t e m . T h e s e s a f e g u a r d s a r e s h o r t - c i r c u i t p r o t e c t i o n , < 0 . 1 % T H D + N a t 1 W o v e r c u r r e n t p r o t e c t i o n , u n d e r v o l t a g e p r o t e c t i o n , a n d

    T w o T h e r m a l l y E n h a n c e d P a c k a g e O p t i o n s : o v e r t e m p e r a t u r e p r o t e c t i o n . T h e T A S 5 1 4 2 h a s a n e w D K D ( 3 6 - p i n P S O P 3 ) p r o p r i e t a r y c u r r e n t - l i m i t i n g c i r c u i t t h a t r e d u c e s t h e

    p o s s i b i l i t y o f d e v i c e s h u t d o w n d u r i n g h i g h - l e v e l m u s i c D D V ( 4 4 - p i n H T S S O P ) t r a n s i e n t s . A n e w p r o g r a m m a b l e o v e r c u r r e n t d e t e c t o r

    H i g h - E f f i c i e n c y P o w e r S t a g e ( > 9 0 % ) W i t h a l l o w s t h e u s e o f l o w e r - c o s t i n d u c t o r s i n t h e d e m o d u - 1 4 0 - m O u t p u t M O S F E T s l a t i o n o u t p u t f i l t e r .

    P o w e r - O n R e s e t f o r P r o t e c t i o n o n P o w e r U p B T L O U T P U T P O W E R v s S U P P L Y V O L T A G E

    W i t h o u t A n y P o w e r - S u p p l y S e q u e n c i n g

    I n t e g r a t e d S e l f - P r o t e c t i o n C i r c u i t s I n c l u d i n g U n d e r v o l t a g e , O v e r t e m p e r a t u r e , O v e r l o a d ,

    S h o r t C i r c u i t

    E r r o r R e p o r t i n g

    E M I C o m p l i a n t W h e n U s e d W i t h R e c o m m e n d e d S y s t e m D e s i g n

    I n t e l l i g e n t G a t e D r i v e

    M i n i / M i c r o A u d i o S y s t e m

    D V D R e c e i v e r

    H o m e T h e a t e r

    T h e T A S 5 1 4 2 i s a t h i r d - g e n e r a t i o n , h i g h - p e r f o r m - a n c e , i n t e g r a t e d s t e r e o d i g i t a l a m p l i f i e r p o w e r s t a g e w i t h a n i m p r o v e d p r o t e c t i o n s y s t e m . T h e T A S 5 1 4 2 i s

    ( 1 ) I t i s n o t r e c o m m e n d e d t o d r i v e 2 0 0 W ( t o t a l c a p a b l e o f d r i v i n g a 4 - b r i d g e - t i e d l o a d ( B T L ) a t u p p o w e r ) i n t o t h e D D V p a c k a g e c o n t i n u o u s l y . t o 1 0 0 W p e r c h a n n e l w i t h l o w i n t e g r a t e d n o i s e a t t h e F o r m u l t i c h a n n e l s y s t e m s t h a t r e q u i r e t w o

    o u t p u t , l o w T H D + N p e r f o r m a n c e , a n d l o w i d l e p o w e r c h a n n e l s t o b e d r i v e n a t f u l l p o w e r w i t h t h e D D V p a c k a g e o p t i o n , i t i s r e c o m m e n d e d t o d i s s i p a t i o n . d e s i g n t h e s y s t e m s o t h a t t h e t w o c h a n n e l s

    A l o w - c o s t , h i g h - f i d e l i t y a u d i o s y s t e m c a n b e b u i l t a r e i n t w o s e p a r a t e d e v i c e s . u s i n g a T I c h i p s e t , c o m p r i s i n g a m o d u l a t o r ( e . g . ,

    P u r e P a t h D i g i t a l T A S 5 5 0 8 ) a n d t h e T A S 5 1 4 2 . T h i s s y s t e m o n l y r e - q u i r e s a s i m p l e p a s s i v e L C d e m o d u l a t i o n f i l t e r t o

    P l e a s e b e a w a r e t h a t a n i m p o r t a n t n o t i c e c o n c e r n i n g a v a i l a b i l i t y , s t a n d a r d w a r r a n t y , a n d u s e i n c r i t i c a l a p p l i c a t i o n s o f T e x a s I n s t r u m e n t s s e m i c o n d u c t o r p r o d u c t s a n d d i s c l a i m e r s t h e r e t o a p p e a r s a t t h e e n d o f t h i s d a t a s h e e t .

    P u r e P a t h D i g i t a l , P o w e r P a d a r e t r a d e m a r k s o f T e x a s I n s t r u m e n t s . A l l t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s .

    P R O D U C T I O N D A T A i n f o r m a t i o n i s c u r r e n t a s o f p u b l i c a t i o n d a t e . C o p y r i g h t 2 0 0 4 2 0 0 5 , T e x a s I n s t r u m e n t s I n c o r p o r a t e d P r o d u c t s c o n f o r m t o s p e c i f i c a t i o n s p e r t h e t e r m s o f t h e T e x a s I n s t r u m e n t s s t a n d a r d w a r r a n t y . P r o d u c t i o n p r o c e s s i n g d o e s n o t

    n e c e s s a r i l y i n c l u d e t e s t i n g o f a l l p a r a m e t e r s .

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    G E N E R A L I N F O R M A T I O N

    T e r m i n a l A s s i g n m e n t

    1

    2

    34

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    36

    35

    3433

    32

    31

    30

    29

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    27

    26

    25

    24

    23

    22

    21

    20

    19

    GVDD_B

    OTW

    SDPWM_A

    RESET_AB

    PWM_B

    OC_ADJ

    GND

    AGND

    VREG

    M3

    M2

    M1

    PWM_C

    RESET_CD

    PWM_D

    VDD

    GVDD_C

    GVDD_A

    BST_A

    PVDD_AOUT_A

    GND_A

    GND_B

    OUT_B

    PVDD_B

    BST_B

    BST_C

    PVDD_C

    OUT_C

    GND_C

    GND_D

    OUT_D

    PVDD_D

    BST_D

    GVDD_D

    DKD PACKAGE

    (TOP VIEW)

    P0018-01

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

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    16

    1718

    19

    20

    21

    22

    GVDD_B

    OTW

    NC

    NCSD

    PWM_A

    RESET_AB

    PWM_B

    OC_ADJ

    GND

    AGND

    VREG

    M3

    M2

    M1

    PWM_C

    RESET_CDPWM_D

    NC

    NC

    VDD

    GVDD_C

    DDV PACKAGE

    (TOP VIEW)

    GVDD_A

    BST_A

    NC

    PVDD_APVDD_A

    OUT_A

    GND_A

    GND_B

    OUT_B

    PVDD_B

    BST_B

    BST_C

    PVDD_C

    OUT_C

    GND_C

    GND_D

    OUT_DPVDD_D

    PVDD_D

    NC

    BST_D

    GVDD_D

    44

    43

    42

    41

    40

    39

    38

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    36

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    24

    23

    P0016-02

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T h e s e d e v i c e s h a v e l i m i t e d b u i l t - i n E S D p r o t e c t i o n . T h e l e a d s s h o u l d b e s h o r t e d t o g e t h e r o r t h e d e v i c e p l a c e d i n c o n d u c t i v e f o a m d u r i n g s t o r a g e o r h a n d l i n g t o p r e v e n t e l e c t r o s t a t i c d a m a g e t o t h e M O S g a t e s .

    T h e T A S 5 1 4 2 i s a v a i l a b l e i n t w o t h e r m a l l y e n h a n c e d p a c k a g e s :

    3 6 - p i n P S O P 3 p a c k a g e ( D K D )

    4 4 - p i n H T S S O P P o w e r P a d p a c k a g e ( D D V )

    B o t h p a c k a g e t y p e s c o n t a i n a h e a t s l u g t h a t i s l o c a t e d o n t h e t o p s i d e o f t h e d e v i c e f o r c o n v e n i e n t t h e r m a l c o u p l i n g t o t h e h e a t s i n k .

    2

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    M O D E S e l e c t i o n P i n s f o r B o t h P a c k a g e s

    P a c k a g e H e a t D i s s i p a t i o n R a t i n g s ( 1 )

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    G E N E R A L I N F O R M A T I O N ( c o n t i n u e d )

    M O D E P I N S P W M I N P U T O U T P U T C O N F I G U R A T I O N P R O T E C T I O N S C H E M E

    M 3 M 2 M 1

    0 0 0 2 N ( 1 ) A D / B D m o d u l a t i o n 2 c h a n n e l s B T L o u t p u t B T L m o d e ( 2 )

    0 0 1 R e s e r v e d

    0 1 0 1 N ( 1 ) A D m o d u l a t i o n 2 c h a n n e l s B T L o u t p u t B T L m o d e ( 2 )

    0 1 1 1 N ( 1 ) A D m o d u l a t i o n 1 c h a n n e l P B T L o u t p u t P B T L m o d e . O n l y P W M _ A i n p u t i s u s e d .

    P r o t e c t i o n w o r k s s i m i l a r l y t o B T L m o d e ( 2 ). O n l y d i f f e r e n c e i n S E m o d e i s t h a t O U T _ X i s H i - Z

    1 0 0 1 N ( 1 ) A D m o d u l a t i o n 4 c h a n n e l s S E o u t p u t i n s t e a d o f a p u l l d o w n t h r o u g h i n t e r n a l p u l l d o w n r e s i s t o r .

    1 0 1

    1 1 0 R e s e r v e d

    1 1 1

    ( 1 ) T h e 1 N a n d 2 N n a m i n g c o n v e n t i o n i s u s e d t o i n d i c a t e t h e r e q u i r e d n u m b e r o f P W M l i n e s t o t h e p o w e r s t a g e p e r c h a n n e l i n a s p e c i f i c m o d e .

    ( 2 ) A n o v e r l o a d p r o t e c t i o n ( O L P ) o c c u r r i n g o n A o r B c a u s e s b o t h c h a n n e l s t o s h u t d o w n . A n O L P o n C o r D w o r k s s i m i l a r l y . G l o b a l e r r o r s

    l i k e o v e r t e m p e r a t u r e e r r o r ( O T E ) , u n d e r v o l t a g e p r o t e c t i o n ( U V P ) , a n d p o w e r - o n r e s e t ( P O R ) a f f e c t a l l c h a n n e l s .

    P A R A M E T E R T A S 5 1 4 2 D K D T A S 5 1 4 2 D D V

    RJ C ( C / W ) 2 B T L o r 4 S E c h a n n e l s ( 8 t r a n s i s t o r s ) 1 . 2 8 1 . 2 8

    RJ C ( C / W ) 1 B T L o r 2 S E c h a n n e l ( s ) ( 4 t r a n s i s t o r s ) 2 . 5 6 2 . 5 6

    RJ C ( C / W ) ( 1 t r a n s i s t o r ) 8 . 6 8 . 6

    P a d a r e a ( 2 ) 8 0 m m 2 3 6 m m 2

    ( 1 ) J C i s j u n c t i o n - t o - c a s e , C H i s c a s e - t o - h e a t s i n k . ( 2 ) R C H i s a n i m p o r t a n t c o n s i d e r a t i o n . A s s u m e a 2 - m i l t h i c k n e s s o f t y p i c a l t h e r m a l g r e a s e b e t w e e n t h e p a d a r e a a n d t h e h e a t s i n k . T h e

    RC H w i t h t h i s c o n d i t i o n i s 0 . 8 C / W f o r t h e D K D p a c k a g e a n d 1 . 8 C / W f o r t h e D D V p a c k a g e .

    3

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    A B S O L U T E M A X I M U M R A T I N G S

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    o v e r o p e r a t i n g f r e e - a i r t e m p e r a t u r e r a n g e u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d ( 1 )

    T A S 5 1 4 2

    V D D t o A G N D 0 . 3 V t o 1 3 . 2 V

    G V D D _ X t o A G N D 0 . 3 V t o 1 3 . 2 V

    P V D D _ X t o G N D _ X ( 2 )

    0 . 3 V t o 5 0 VO U T _ X t o G N D _ X ( 2 ) 0 . 3 V t o 5 0 V

    B S T _ X t o G N D _ X ( 2 ) 0 . 3 V t o 6 3 . 2 V

    V R E G t o A G N D 0 . 3 V t o 4 . 2 V

    G N D _ X t o G N D 0 . 3 V t o 0 . 3 V

    G N D _ X t o A G N D 0 . 3 V t o 0 . 3 V

    G N D t o A G N D 0 . 3 V t o 0 . 3 V

    P W M _ X , O C _ A D J , M 1 , M 2 , M 3 t o A G N D 0 . 3 V t o 4 . 2 V

    R E S E T _ X , S D , O T W t o A G N D 0 . 3 V t o 7 V

    M a x i m u m c o n t i n u o u s s i n k c u r r e n t ( S D , O T W ) 9 m A

    M a x i m u m o p e r a t i n g j u n c t i o n t e m p e r a t u r e r a n g e , T J 0 C t o 1 2 5 C

    S t o r a g e t e m p e r a t u r e 4 0 C t o 1 2 5 C

    L e a d t e m p e r a t u r e , 1 , 6 m m ( 1 / 1 6 i n c h ) f r o m c a s e f o r 1 0 s e c o n d s 2 6 0 C

    M i n i m u m p u l s e d u r a t i o n , l o w 5 0 n s

    ( 1 ) S t r e s s e s b e y o n d t h o s e l i s t e d u n d e r " a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s " m a y c a u s e p e r m a n e n t d a m a g e t o t h e d e v i c e . T h e s e a r e s t r e s s r a t i n g s o n l y , a n d f u n c t i o n a l o p e r a t i o n o f t h e d e v i c e a t t h e s e o r a n y o t h e r c o n d i t i o n s b e y o n d t h o s e i n d i c a t e d u n d e r " r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s " i s n o t i m p l i e d . E x p o s u r e t o a b s o l u t e - m a x i m u m - r a t e d c o n d i t i o n s f o r e x t e n d e d p e r i o d s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y .

    ( 2 ) T h e s e v o l t a g e s r e p r e s e n t t h e d c v o l t a g e + p e a k a c w a v e f o r m m e a s u r e d a t t h e t e r m i n a l o f t h e d e v i c e i n a l l c o n d i t i o n s .

    O R D E R I N G I N F O R M A T I O N

    TA P A C K A G E D E S C R I P T I O N

    0 C t o 7 0 C T A S 5 1 4 6 D K D 3 6 - p i n P S O P 3

    0 C t o 7 0 C T A S 5 1 4 2 D D V 4 4 - p i n H T S S O P

    F o r t h e m o s t c u r r e n t s p e c i f i c a t i o n a n d p a c k a g e i n f o r m a t i o n , s e e t h e T I W e b s i t e a t w w w . t i . c o m .

    4

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    T e r m i n a l F u n c t i o n s

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T E R M I N A L F U N C T I O N ( 1 ) D E S C R I P T I O N

    N A M E D K D N O . D D V N O .

    A G N D 9 1 1 P A n a l o g g r o u n d

    B S T _ A 3 5 4 3 P H S b o o t s t r a p s u p p l y ( B S T ) , e x t e r n a l c a p a c i t o r t o O U T _ A r e q u i r e d

    B S T _ B 2 8 3 4 P H S b o o t s t r a p s u p p l y ( B S T ) , e x t e r n a l c a p a c i t o r t o O U T _ B r e q u i r e d B S T _ C 2 7 3 3 P H S b o o t s t r a p s u p p l y ( B S T ) , e x t e r n a l c a p a c i t o r t o O U T _ C r e q u i r e d

    B S T _ D 2 0 2 4 P H S b o o t s t r a p s u p p l y ( B S T ) , e x t e r n a l c a p a c i t o r t o O U T _ D r e q u i r e d

    G N D 8 1 0 P G r o u n d

    G N D _ A 3 2 3 8 P P o w e r g r o u n d f o r h a l f - b r i d g e A

    G N D _ B 3 1 3 7 P P o w e r g r o u n d f o r h a l f - b r i d g e B

    G N D _ C 2 4 3 0 P P o w e r g r o u n d f o r h a l f - b r i d g e C

    G N D _ D 2 3 2 9 P P o w e r g r o u n d f o r h a l f - b r i d g e D

    G V D D _ A 3 6 4 4 P G a t e - d r i v e v o l t a g e s u p p l y r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o A G N D

    G V D D _ B 1 1 P G a t e - d r i v e v o l t a g e s u p p l y r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o A G N D

    G V D D _ C 1 8 2 2 P G a t e - d r i v e v o l t a g e s u p p l y r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o A G N D

    G V D D _ D 1 9 2 3 P G a t e - d r i v e v o l t a g e s u p p l y r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o A G N D

    M 1 1 3 1 5 I M o d e s e l e c t i o n p i n

    M 2 1 2 1 4 I M o d e s e l e c t i o n p i n

    M 3 1 1 1 3 I M o d e s e l e c t i o n p i n

    N C 3 , 4 , 1 9 , 2 0 , 2 5 , N o c o n n e c t . P i n s m a y b e g r o u n d e d . 4 2

    O C _ A D J 7 9 O A n a l o g o v e r c u r r e n t p r o g r a m m i n g p i n r e q u i r e s r e s i s t o r t o g r o u n d

    O T W 2 2 O O v e r t e m p e r a t u r e w a r n i n g s i g n a l , o p e n - d r a i n , a c t i v e - l o w

    O U T _ A 3 3 3 9 O O u t p u t , h a l f - b r i d g e A

    O U T _ B 3 0 3 6 O O u t p u t , h a l f - b r i d g e B

    O U T _ C 2 5 3 1 O O u t p u t , h a l f - b r i d g e C

    O U T _ D 2 2 2 8 O O u t p u t , h a l f - b r i d g e D

    P V D D _ A 3 4 4 0 , 4 1 P P o w e r s u p p l y i n p u t f o r h a l f - b r i d g e A r e q u i r e s c l o s e d e c o u p l i n g o f

    0 . 1 - F c a p a c i t o r t o G N D _ A .

    P V D D _ B 2 9 3 5 P P o w e r s u p p l y i n p u t f o r h a l f - b r i d g e B r e q u i r e s c l o s e d e c o u p l i n g o f 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o G N D _ B .

    P V D D _ C 2 6 3 2 P P o w e r s u p p l y i n p u t f o r h a l f - b r i d g e C r e q u i r e s c l o s e d e c o u p l i n g o f 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o G N D _ C .

    P V D D _ D 2 1 2 6 , 2 7 P P o w e r s u p p l y i n p u t f o r h a l f - b r i d g e D r e q u i r e s c l o s e d e c o u p l i n g o f 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o G N D _ D .

    P W M _ A 4 6 I I n p u t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e A

    P W M _ B 6 8 I I n p u t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e B

    P W M _ C 1 4 1 6 I I n p u t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e C

    P W M _ D 1 6 1 8 I I n p u t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e D

    R E S E T _ A B 5 7 I R e s e t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e A a n d h a l f - b r i d g e B , a c t i v e - l o w

    R E S E T _ C D 1 5 1 7 I R e s e t s i g n a l f o r h a l f - b r i d g e C a n d h a l f - b r i d g e D , a c t i v e - l o w

    S D 3 5 O S h u t d o w n s i g n a l , o p e n - d r a i n , a c t i v e - l o w

    V D D 1 7 2 1 P P o w e r s u p p l y f o r d i g i t a l v o l t a g e r e g u l a t o r r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o G N D .

    V R E G 1 0 1 2 P D i g i t a l r e g u l a t o r s u p p l y f i l t e r p i n r e q u i r e s 0 . 1 - F c a p a c i t o r t o A G N D .

    ( 1 ) I = i n p u t , O = o u t p u t , P = p o w e r

    5

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    S Y S T E M B L O C K D I A G R A M

    2nd-Order L-C

    Output Filterfor Each

    Half-Bridge

    Bootstrap

    Capacitors

    2-Channel

    H-Bridge

    BTL Mode

    System

    Microcontroller

    OUT_A

    OUT_B

    OUT_C

    OUT_D

    BST_A

    BST_B

    BST_C

    BST_D

    RESET_AB

    RESET_CD

    System

    PowerSupply

    Hardwire

    Mode

    Control

    PVDD

    GVDD (12 V)/VDD (12 V)

    GND

    Hardwire

    OC Limit

    M1

    M3

    PVDD

    Power

    Supply

    Decoupling

    32 V

    12 V

    GND

    VAC

    PWM_A

    PWM_C

    PWM_D

    PWM_B

    VALID

    M2

    Left-

    ChannelOutput

    Right-

    Channel

    Output

    Input

    H-Bridge 1

    Input

    H-Bridge 2

    GVDD

    VDDVREG

    Power Supply

    Decoupling

    4

    PVD

    D_

    A,B,C,D

    GND

    _A,B,C,D

    GVD

    D_

    A,B,C,D

    4 4

    VDD

    GND

    VRE

    G

    AGN

    D

    OC_

    ADJ

    Bootstrap

    Capacitors

    2nd-Order L-C

    Output Filter

    for Each

    Half-Bridge

    SD

    OTW

    Output

    H-Bridge 2

    Output

    H-Bridge 1

    OTW

    SD

    TAS5508

    B0047-01

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

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    F U N C T I O N A L B L O C K D I A G R A M

    Temp.

    Sense

    M1

    M2

    RESET_AB

    SD

    OTW

    AGND

    OC_ADJ

    VREG VREG

    VDD

    M3

    Power

    OnReset

    Under-

    voltage

    Protection

    GND

    PWM_D OUT_D

    GND_D

    PVDD_D

    BST_D

    TimingGate

    Drive

    PWM

    Rcv.

    Overload

    ProtectionIsense

    GVDD_D

    RESET_CD

    4

    Protection

    and

    I/O Logic

    PWM_C OUT_C

    GND_C

    PVDD_C

    BST_C

    TimingGate

    DriveCtrl.

    PWM

    Rcv.

    GVDD_C

    PWM_B OUT_B

    GND_B

    PVDD_B

    BST_B

    TimingGate

    DriveCtrl.

    PWM

    Rcv.

    GVDD_B

    PWM_A OUT_A

    GND_A

    PVDD_A

    BST_A

    TimingGate

    DriveCtrl.

    PWM

    Rcv.

    GVDD_A

    Ctrl.

    BTL/PBTLConfiguration

    Pulldown Resistor

    BTL/PBTLConfiguration

    Pulldown Resistor

    BTL/PBTLConfiguration

    Pulldown Resistor

    BTL/PBTLConfiguration

    Pulldown Resistor

    Internal Pullup

    Resistors to VREG

    B0034-02

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

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    R E C O M M E N D E D O P E R A T I N G C O N D I T I O N S

    A U D I O S P E C I F I C A T I O N S ( B T L )

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    M I N T Y P M A X U N I T

    P V D D _ X H a l f - b r i d g e s u p p l y D C s u p p l y v o l t a g e 0 3 2 3 4 V

    S u p p l y f o r l o g i c r e g u l a t o r s a n d g a t e - d r i v e G V D D _ X D C s u p p l y v o l t a g e 1 0 . 8 1 2 1 3 . 2 V

    c i r c u i t r y

    V D D D i g i t a l r e g u l a t o r i n p u t D C s u p p l y v o l t a g e 1 0 . 8 1 2 1 3 . 2 V

    RL ( B T L ) 3 4 O u t p u t f i l t e r : L = 1 0 H , C = 4 7 0 n F . RL ( S E ) L o a d i m p e d a n c e O u t p u t A D m o d u l a t i o n , s w i t c h i n g f r e - 2 3

    q u e n c y > 3 5 0 k H z RL ( P B T L ) 1 . 5 2

    LO u t p u t ( B T L ) 5 1 0 M i n i m u m o u t p u t i n d u c t a n c e u n d e r

    LO u t p u t ( S E ) O u t p u t - f i l t e r i n d u c t a n c e 5 1 0 Hs h o r t - c i r c u i t c o n d i t i o n LO u t p u t ( P B T L ) 5 1 0

    F P W M P W M f r a m e r a t e 1 9 2 3 8 4 4 3 2 k H z

    TJ J u n c t i o n t e m p e r a t u r e 0 1 2 5 C

    P V D D _ X = 3 2 V , G V D D = V D D = 1 2 V , B T L m o d e , R L = 4 , a u d i o f r e q u e n c y = 1 k H z , A E S 1 7 f i l t e r , F P W M = 3 8 4 k H z , c a s e

    t e m p e r a t u r e = 7 5 C , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . A u d i o p e r f o r m a n c e i s r e c o r d e d a s a c h i p s e t , u s i n g T A S 5 5 0 8 P W M p r o c e s s o r w i t h a n e f f e c t i v e m o d u l a t i o n i n d e x l i m i t o f 9 6 . 1 % . A l l p e r f o r m a n c e i s i n a c c o r d a n c e w i t h r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s

    u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d .

    T A S 5 1 4 2 P A R A M E T E R T E S T C O N D I T I O N S U N I T

    M I N T Y P M A X

    RL = 4 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 1 0 0s i g n a l

    RL = 6 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 8 0s i g n a l

    RL = 8 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 6 5 Ws i g n a l

    PO P o w e r o u t p u t p e r c h a n n e l , D K D p a c k a g e RL = 4 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 8 0s i g n a l

    RL = 6 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 6 0s i g n a l

    RL = 8 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 5 0s i g n a l

    0 d B F S 0 . 3 % T H D + N T o t a l h a r m o n i c d i s t o r t i o n + n o i s e

    1 W 0 . 1 %

    Vn O u t p u t i n t e g r a t e d n o i s e A - w e i g h t e d 1 4 0 V

    S N R S i g n a l - t o - n o i s e r a t i o ( 1 ) A - w e i g h t e d 1 0 2 d B

    A - w e i g h t e d , i n p u t l e v e l = 6 0 d B F S 1 0 2

    u s i n g T A S 5 5 0 8 m o d u l a t o r D N R D y n a m i c r a n g e d B

    A - w e i g h t e d , i n p u t l e v e l = 6 0 d B F S 1 1 0

    u s i n g T A S 5 5 1 8 m o d u l a t o r

    Pi d l e P o w e r d i s s i p a t i o n d u e t o i d l e l o s s e s ( I P V D D _ X ) P O = 0 W , 4 c h a n n e l s s w i t c h i n g ( 2 ) 2 W

    ( 1 ) S N R i s c a l c u l a t e d r e l a t i v e t o 0 - d B F S i n p u t l e v e l . ( 2 ) A c t u a l s y s t e m i d l e l o s s e s a r e a f f e c t e d b y c o r e l o s s e s o f o u t p u t i n d u c t o r s .

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    A U D I O S P E C I F I C A T I O N S ( S i n g l e - E n d e d O u t p u t )

    A U D I O S P E C I F I C A T I O N S ( P B T L )

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    P V D D _ X = 3 2 V , G V D D = V D D = 1 2 V , S E m o d e , R L = 4 , a u d i o f r e q u e n c y = 1 k H z , A E S 1 7 f i l t e r , F P W M = 3 8 4 k H z , c a s e

    t e m p e r a t u r e = 7 5 C , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . A u d i o p e r f o r m a n c e i s r e c o r d e d a s a c h i p s e t , u s i n g T A S 5 0 8 6 P W M p r o c e s s o r

    w i t h a n e f f e c t i v e m o d u l a t i o n i n d e x l i m i t o f 9 6 . 1 % . A l l p e r f o r m a n c e i s i n a c c o r d a n c e w i t h r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s

    u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d .

    T A S 5 1 4 2

    P A R A M E T E R T E S T C O N D I T I O N S U N I T M I N T Y P M A X

    RL = 3 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 4 0s i g n a l

    RL = 4 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 3 0s i g n a l

    PO P o w e r o u t p u t p e r c h a n n e l , D K D p a c k a g e W RL = 3 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 3 0s i g n a l

    RL = 4 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 2 0s i g n a l

    0 d B F S 0 . 2 % T H D + N T o t a l h a r m o n i c d i s t o r t i o n + n o i s e

    1 W 0 . 1 %

    Vn O u t p u t i n t e g r a t e d n o i s e A - w e i g h t e d 9 0 V

    S N R S i g n a l - t o - n o i s e r a t i o ( 1 ) A - w e i g h t e d 1 0 0 d B

    A - w e i g h t e d , i n p u t l e v e l = 6 0 d B F S D N R D y n a m i c r a n g e 1 0 0 d B

    u s i n g T A S 5 5 0 8 m o d u l a t o r

    Pi d l e P o w e r d i s s i p a t i o n d u e t o i d l e l o s s e s ( I P V D D _ X ) P O = 0 W , 4 c h a n n e l s s w i t c h i n g ( 2 ) 2 W

    ( 1 ) S N R i s c a l c u l a t e d r e l a t i v e t o 0 - d B F S i n p u t l e v e l . ( 2 ) A c t u a l s y s t e m i d l e l o s s e s a r e a f f e c t e d b y c o r e l o s s e s o f o u t p u t i n d u c t o r s .

    P V D D _ X = 3 2 V , G V D D = V D D = 1 2 V , P B T L m o d e , R L = 3 , a u d i o f r e q u e n c y = 1 k H z , A E S 1 7 f i l t e r , F P W M = 3 8 4 k H z , c a s e

    t e m p e r a t u r e = 7 5 C , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . A u d i o p e r f o r m a n c e i s r e c o r d e d a s a c h i p s e t , u s i n g T A S 5 5 0 8 P W M p r o c e s s o r

    w i t h a n e f f e c t i v e m o d u l a t i o n i n d e x l i m i t o f 9 6 . 1 % . A l l p e r f o r m a n c e i s i n a c c o r d a n c e w i t h r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s

    u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d .

    T A S 5 1 4 2 P A R A M E T E R T E S T C O N D I T I O N S U N I T

    M I N T Y P M A X RL = 3 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 1 6 0s i g n a l

    RL = 2 , 1 0 % T H D , c l i p p e d i n p u t 2 0 0s i g n a l

    PO P o w e r o u t p u t p e r c h a n n e l , D K D p a c k a g e W RL = 3 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 1 2 0s i g n a l

    RL = 2 , 0 d B F S , u n c l i p p e d i n p u t 1 5 0s i g n a l

    0 d B F S 0 . 2 % T H D + N T o t a l h a r m o n i c d i s t o r t i o n + n o i s e

    1 W 0 . 1 %

    Vn O u t p u t i n t e g r a t e d n o i s e A - w e i g h t e d 1 4 0 V

    S N R S i g n a l - t o - n o i s e r a t i o ( 1 ) A - w e i g h t e d 1 0 2 d B

    A - w e i g h t e d , i n p u t l e v e l = 6 0 d B F S 1 0 2u s i n g T A S 5 5 0 8 m o d u l a t o r

    D N R D y n a m i c r a n g e d B A - w e i g h t e d , i n p u t l e v e l = 6 0 d B F S

    1 1 0u s i n g T A S 5 5 1 8 m o d u l a t o r

    Pi d l e P o w e r d i s s i p a t i o n d u e t o i d l e l o s s e s ( I P V D D _ X ) P O = 0 W , 1 c h a n n e l s w i t c h i n g ( 2 ) 2 W

    ( 1 ) S N R i s c a l c u l a t e d r e l a t i v e t o 0 - d B F S i n p u t l e v e l . ( 2 ) A c t u a l s y s t e m i d l e l o s s e s a r e a f f e c t e d b y c o r e l o s s e s o f o u t p u t i n d u c t o r s .

    9

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    E L E C T R I C A L C H A R A C T E R I S T I C S

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    RL= 4 , F P W M = 3 8 4 k H z , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . A l l p e r f o r m a n c e i s i n a c c o r d a n c e w i t h r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s

    u n l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d .

    T A S 5 1 4 2 P A R A M E T E R T E S T C O N D I T I O N S U N I T

    M I N T Y P M A X

    I n t e r n a l V o l t a g e R e g u l a t o r a n d C u r r e n t C o n s u m p t i o n

    V o l t a g e r e g u l a t o r , o n l y u s e d a s a V R E G V D D = 1 2 V 3 3 . 3 3 . 6 V

    r e f e r e n c e n o d e

    O p e r a t i n g , 5 0 % d u t y c y c l e 7 1 7 I V D D V D D s u p p l y c u r r e n t m A

    I d l e , r e s e t m o d e 6 1 1

    5 0 % d u t y c y c l e 5 1 6 I G V D D _ X G a t e s u p p l y c u r r e n t p e r h a l f - b r i d g e m A

    R e s e t m o d e 0 . 3 1

    5 0 % d u t y c y c l e , w i t h o u t o u t p u t f i l t e r o r l o a d 1 5 2 5 m A I P V D D _ X H a l f - b r i d g e i d l e c u r r e n t

    R e s e t m o d e , n o s w i t c h i n g 7 2 5 A

    O u t p u t S t a g e M O S F E T s

    TJ = 2 5 C , i n c l u d e s m e t a l l i z a t i o n r e s i s t a n c e , RD S o n , L S D r a i n - t o - s o u r c e r e s i s t a n c e , L S 1 4 0 1 5 5 m G V D D = 1 2 V

    TJ = 2 5 C , i n c l u d e s m e t a l l i z a t i o n r e s i s t a n c e ,

    RD S o n , H S D r a i n - t o - s o u r c e r e s i s t a n c e , H S 1 4 0 1 5 5 m G V D D = 1 2 V

    I / O P r o t e c t i o n

    U n d e r v o l t a g e p r o t e c t i o n l i m i t , Vu v p , G 9 . 8 V G V D D _ X

    Vu v p , h y s t ( 1 ) 2 5 0 m V

    O T W ( 1 ) O v e r t e m p e r a t u r e w a r n i n g 1 1 5 1 2 5 1 3 5 C

    T e m p e r a t u r e d r o p n e e d e d b e l o w O T WH Y S T

    ( 1 ) O T W t e m p . f o r O T W t o b e i n a c t i v e 2 5 C a f t e r t h e O T W e v e n t

    O T E( 1 ) O v e r t e m p e r a t u r e e r r o r 1 4 5 1 5 5 1 6 5 C

    O T E - O T E - O T W d i f f e r e n t i a l 3 0 C

    O T Wd i f f e r e n t i a l ( 1 )

    A r e s e t e v e n t m u s t o c c u r f o r S D t o O T E

    H Y S T

    ( 1 ) 2 5 C b e r e l e a s e d f o l l o w i n g a n O T E e v e n t .

    O L P C O v e r l o a d p r o t e c t i o n c o u n t e r F P W M = 3 8 4 k H z 1 . 2 5 m s

    R e s i s t o r p r o g r a m m a b l e , h i g h - e n d , I O C O v e r c u r r e n t l i m i t p r o t e c t i o n 7 . 9 9 . 7 1 1 . 4 A RO C P = 1 8 k

    I O C T O v e r c u r r e n t r e s p o n s e t i m e 2 1 0 n s

    RO C P O C p r o g r a m m i n g r e s i s t o r r a n g e R e s i s t o r t o l e r a n c e = 5 % 1 8 6 9 k

    C o n n e c t e d w h e n R E S E T i s a c t i v e t o p r o v i d e I n t e r n a l p u l l d o w n r e s i s t o r a t t h e o u t -

    RP D b o o t s t r a p c a p a c i t o r c h a r g e . N o t u s e d i n S E 2 . 5 k p u t o f e a c h h a l f - b r i d g e m o d e

    S t a t i c D i g i t a l S p e c i f i c a t i o n s

    VI H H i g h - l e v e l i n p u t v o l t a g e 2 V P W M _ A , P W M _ B , P W M _ C , P W M _ D , M 1 , M 2 , M 3 , R E S E T _ A B , R E S E T _ C D VI L L o w - l e v e l i n p u t v o l t a g e 0 . 8 V

    L e a k a g e I n p u t l e a k a g e c u r r e n t 1 0 1 0 A

    O T W / S H U T D O W N ( S D )

    I n t e r n a l p u l l u p r e s i s t a n c e , O T W t o RI N T _ P U 2 0 2 6 3 2 k V R E G , S D t o V R E G

    I n t e r n a l p u l l u p r e s i s t o r 3 3 . 3 3 . 6 VO H H i g h - l e v e l o u t p u t v o l t a g e V

    E x t e r n a l p u l l u p o f 4 . 7 k t o 5 V 4 . 5 5

    VO L L o w - l e v e l o u t p u t v o l t a g e I O = 4 m A 0 . 2 0 . 4 V

    F A N O U T D e v i c e f a n o u t O T W , S D N o e x t e r n a l p u l l u p 3 0 D e v i c e s

    ( 1 ) S p e c i f i e d b y d e s i g n

    1 0

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    11/27

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    T Y P I C A L C H A R A C T E R I S T I C S , B T L C O N F I G U R A T I O N

    PVDD Supply Voltage V

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110120

    0 4 8 12 16 20 24 28 32

    POOutputPowerW

    8

    4

    TC = 75C

    THD+N @ 10%

    6

    G002

    PO Output Power W

    101

    THD+N

    TotalHarmonicDistortion+Noise%

    0.01

    0.1

    10

    1

    TC = 75C

    PVDD = 32 V

    One Channel

    100

    4 6

    8

    G001

    PVDD Supply Voltage V

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    0 4 8 12 16 20 24 28 32

    POOutputPowerW

    8

    4

    TC = 75C

    6

    G003

    PO Output Power W

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

    Efficiency%

    6 4

    TC = 25C

    8

    G004

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T O T A L H A R M O N I C D I S T O R T I O N + N O I S E O U T P U T P O W E R v s v s

    O U T P U T P O W E R S U P P L Y V O L T A G E

    F i g u r e 1 . F i g u r e 2 .

    U N C L I P P E D O U T P U T P O W E R S Y S T E M E F F I C I E N C Y v s v s

    S U P P L Y V O L T A G E O U T P U T P O W E R

    F i g u r e 3 . F i g u r e 4 .

    1 1

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    12/27

    www.ti.com

    PO Output Power W

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

    PowerLossW

    6

    4

    8

    TC = 25C

    G005

    TC Case Temperature C

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110120

    130

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

    POOutputPowerW

    8

    4

    THD+N @ 10%

    6

    G006

    f Frequency kHz

    150

    140

    130

    120

    110

    100

    90

    80

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    10

    0

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

    NoiseAmplitudedBr

    TC = 75C

    G007

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T Y P I C A L C H A R A C T E R I S T I C S , B T L C O N F I G U R A T I O N ( c o n t i n u e d )

    S Y S T E M P O W E R L O S S S Y S T E M O U T P U T P O W E R v s v s

    O U T P U T P O W E R C A S E T E M P E R A T U R E

    F i g u r e 5 . F i g u r e 6 .

    N O I S E A M P L I T U D E v s

    F R E Q U E N C Y

    F i g u r e 7 .

    1 2

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    13/27

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    T Y P I C A L C H A R A C T E R I S T I C S , S E C O N F I G U R A T I O N

    PO Output Power W

    101

    TH

    D+NTotalHarmonicDistortion+Noise

    %

    0.01

    0.1

    10

    1

    TC = 75C

    Digital Gain = 3 dB

    3

    4

    50

    G008PVDD Supply Voltage V

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    0 4 8 12 16 20 24 28 32

    POOutputPowerW

    4

    TC = 75C

    THD+N @ 10%

    3

    G009

    TC Case Temperature C

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

    POOutputPowerW

    4

    THD+N @ 10%

    3

    G010

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T O T A L H A R M O N I C D I S T O R T I O N + N O I S E O U T P U T P O W E R v s v s

    O U T P U T P O W E R S U P P L Y V O L T A G E

    F i g u r e 8 . F i g u r e 9 .

    O U T P U T P O W E R v s

    C A S E T E M P E R A T U R E

    F i g u r e 1 0 .

    1 3

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    14/27

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    T Y P I C A L C H A R A C T E R I S T I C S , P B T L C O N F I G U R A T I O N

    PO Output Power W

    101

    TH

    D+NTotalHarmonicDistortion+Noise

    %

    0.01

    0.1

    10

    1

    TC = 75C

    Digital Gain = 3 dB

    2

    3

    200100

    G011PVDD Supply Voltage V

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    220

    0 4 8 12 16 20 24 28 32

    POOutputPowerW

    3

    TC = 75C

    THD+N @ 10%

    2

    G012

    150

    160

    170

    180

    190

    200

    210

    220

    230

    240

    250

    10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120TC Case Temperature C

    POOutputPowerW

    THD+N @ 10%

    2

    3

    G013

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    T O T A L H A R M O N I C D I S T O R T I O N + N O I S E O U T P U T P O W E R v s v s

    O U T P U T P O W E R S U P P L Y V O L T A G E

    F i g u r e 1 1 . F i g u r e 1 2 .

    S Y S T E M O U T P U T P O W E R v s

    C A S E T E M P E R A T U R E

    F i g u r e 1 3 .

    1 4

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    VALID

    GVDD

    10

    10 10 F

    100 nF

    GVDD

    1

    100 nF

    Shutdown

    PWM1_P

    PWM1_M

    PWM2_P

    PWM2_M

    PWM_A

    PWM_C

    OTW

    RESET_AB

    M2

    M3

    RESET_CD

    VDD

    GVDD_C

    GVDD_B

    PWM_D

    VREG

    M1

    SD

    AGND

    PWM_B

    OC_ADJ

    GND

    GND_C

    OUT_A

    BST_A

    OUT_B

    BST_B

    PVDD_B

    PVDD_A

    BST_C

    PVDD_C

    OUT_C

    GND_A

    GND_B

    OUT_D

    PVDD_D

    BST_D

    36

    35

    34

    33

    23

    19

    20

    21

    22

    24

    25

    26

    27

    28

    32

    31

    30

    29

    GND_D

    GVDD_D

    GVDD_A

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    Microcontroller

    22 k

    100 nF

    33 nF

    33 nF

    33 nF

    33 nF

    100 nF

    50 V

    100 nF

    50 V

    100 nF

    50 V

    1000 F

    50 V

    PVDD

    470 nF

    100 V

    10 H@10 A

    10 nF

    50 V

    10 nF50 V

    3.3

    3.3

    100 nF

    50 V

    100 nF50 V

    3.3

    10 nF

    50 V

    10 nF

    50 V

    1000 F

    50 V

    PVDD

    3.3

    100 nF

    50 V47 F

    50 V

    47 F

    50 V

    47 F

    50 V

    10 F100 nF

    100 nF

    100 nF

    10 H@10 A

    TAS5142DKD

    0

    Optional

    TAS5508

    10

    10

    47 F

    50 V

    470 nF

    100 V

    10 H@10 A

    10 nF50 V

    10 nF50 V

    3.3

    3.3

    100 nF50 V

    100 nF50 V

    10 H@10 A

    S0070-01

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    F i g u r e 1 4 . T y p i c a l D i f f e r e n t i a l ( 2 N ) B T L A p p l i c a t i o n W i t h A D M o d u l a t i o n F i l t e r s

    1 5

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    VALID

    GVDD

    10

    10 10 F

    100 nF

    GVDD

    1

    100 nF

    Shutdown

    PWM1

    PWM2

    PWM_A

    PWM_C

    OTW

    RESET_AB

    M2

    M3

    RESET_CD

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    36

    35

    34

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    19

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    Microcontroller

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    33 nF

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    100 nF50 V

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    No connect

    No connect

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    F i g u r e 1 5 . T y p i c a l N o n - D i f f e r e n t i a l ( 1 N ) B T L A p p l i c a t i o n W i t h A D M o d u l a t i o n F i l t e r s

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    35

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    Microcontroller

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    33 nF

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    10 H@10 A

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    220 F

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    D

    C

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    50 V

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    100 V

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    2.7 k

    A

    B

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    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    F i g u r e 1 6 . T y p i c a l S E A p p l i c a t i o n

    1 7

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    Microcontroller

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    47 F

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    10 nF50 V

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    F i g u r e 1 7 . T y p i c a l D i f f e r e n t i a l ( 2 N ) P B T L A p p l i c a t i o n W i t h A D M o d u l a t i o n F i l t e r s

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    PWM1 PWM_A

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    GVDD_C

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    PWM_D

    VREG

    M1

    SD

    AGND

    PWM_B

    OC_ADJ

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    BST_B

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    GND_B

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    BST_D

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    1

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    4

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    Microcontroller

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    No connect

    No connect

    No connect

    S0070-04

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    F i g u r e 1 8 . T y p i c a l N o n - D i f f e r e n t i a l ( 1 N ) P B T L A p p l i c a t i o n

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    T H E O R Y O F O P E R A T I O N

    P O W E R S U P P L I E S

    S Y S T E M P O W E R - U P / P O W E R - D O W N

    P o w e r i n g U p

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    S p e c i a l a t t e n t i o n s h o u l d b e p a i d t o t h e p o w e r - s t a g e p o w e r s u p p l y ; t h i s i n c l u d e s c o m p o n e n t s e l e c t i o n , P C B p l a c e m e n t , a n d r o u t i n g . A s i n d i c a t e d , e a c h T o f a c i l i t a t e s y s t e m d e s i g n , t h e T A S 5 1 4 2 n e e d s o n l y h a l f - b r i d g e h a s i n d e p e n d e n t p o w e r - s t a g e s u p p l y p i n s a 1 2 - V s u p p l y i n a d d i t i o n t o t h e ( t y p i c a l ) 3 2 - V

    ( P V D D _ X ) . F o r o p t i m a l e l e c t r i c a l p e r f o r m a n c e , E M I p o w e r - s t a g e s u p p l y . A n i n t e r n a l v o l t a g e r e g u l a t o r c o m p l i a n c e , a n d s y s t e m r e l i a b i l i t y , i t i s i m p o r t a n t t h a t p r o v i d e s s u i t a b l e v o l t a g e l e v e l s f o r t h e d i g i t a l a n d e a c h P V D D _ X p i n i s d e c o u p l e d w i t h a 1 0 0 - n F c e r - l o w - v o l t a g e a n a l o g c i r c u i t r y . A d d i t i o n a l l y , a l l c i r c u i t r y a m i c c a p a c i t o r p l a c e d a s c l o s e a s p o s s i b l e t o e a c h r e q u i r i n g a f l o a t i n g v o l t a g e s u p p l y , e . g . , t h e h i g h - s i d e s u p p l y p i n . I t i s r e c o m m e n d e d t o f o l l o w t h e P C B g a t e d r i v e , i s a c c o m m o d a t e d b y b u i l t - i n b o o t s t r a p l a y o u t o f t h e T A S 5 1 4 2 r e f e r e n c e d e s i g n . F o r a d - c i r c u i t r y r e q u i r i n g o n l y a f e w e x t e r n a l c a p a c i t o r s . d i t i o n a l i n f o r m a t i o n o n r e c o m m e n d e d p o w e r s u p p l y

    I n o r d e r t o p r o v i d e o u t s t a n d i n g e l e c t r i c a l a n d a c o u s t i - a n d r e q u i r e d c o m p o n e n t s , s e e t h e a p p l i c a t i o n d i a - c a l c h a r a c t e r i s t i c s , t h e P W M s i g n a l p a t h i n c l u d i n g g r a m s g i v e n p r e v i o u s l y i n t h i s d a t a s h e e t . g a t e d r i v e a n d o u t p u t s t a g e i s d e s i g n e d a s i d e n t i c a l ,

    T h e 1 2 - V s u p p l y s h o u l d b e f r o m a l o w - n o i s e , i n d e p e n d e n t h a l f - b r i d g e s . F o r t h i s r e a s o n , e a c h l o w - o u t p u t - i m p e d a n c e v o l t a g e r e g u l a t o r . L i k e w i s e , t h e h a l f - b r i d g e h a s s e p a r a t e g a t e d r i v e s u p p l y 3 2 - V p o w e r - s t a g e s u p p l y i s a s s u m e d t o h a v e l o w ( G V D D _ X ) , b o o t s t r a p p i n s ( B S T _ X ) , a n d p o w e r - s t a g e o u t p u t i m p e d a n c e a n d l o w n o i s e . T h e p o w e r - s u p p l y s u p p l y p i n s ( P V D D _ X ) . F u r t h e r m o r e , a n a d d i t i o n a l p i n s e q u e n c e i s n o t c r i t i c a l a s f a c i l i t a t e d b y t h e i n t e r n a l ( V D D ) i s p r o v i d e d a s s u p p l y f o r a l l c o m m o n c i r c u i t s . p o w e r - o n - r e s e t c i r c u i t . M o r e o v e r , t h e T A S 5 1 4 2 i s f u l l y A l t h o u g h s u p p l i e d f r o m t h e s a m e 1 2 - V s o u r c e , i t i s p r o t e c t e d a g a i n s t e r r o n e o u s p o w e r - s t a g e t u r n o n d u e h i g h l y r e c o m m e n d e d t o s e p a r a t e G V D D _ A , t o p a r a s i t i c g a t e c h a r g i n g . T h u s , v o l t a g e - s u p p l y r a m p G V D D _ B , G V D D _ C , G V D D _ D , a n d V D D o n t h e r a t e s ( d V / d t ) a r e n o n - c r i t i c a l w i t h i n t h e s p e c i f i e d p r i n t e d - c i r c u i t b o a r d ( P C B ) b y R C f i l t e r s ( s e e a p p l i - r a n g e ( s e e t h e R e c o m m e n d e d O p e r a t i n g C o n d i t i o n s c a t i o n d i a g r a m f o r d e t a i l s ) . T h e s e R C f i l t e r s p r o v i d e s e c t i o n o f t h i s d a t a s h e e t ) . t h e r e c o m m e n d e d h i g h - f r e q u e n c y i s o l a t i o n . S p e c i a l

    a t t e n t i o n s h o u l d b e p a i d t o p l a c i n g a l l d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s a s c l o s e t o t h e i r a s s o c i a t e d p i n s a s p o s s - i b l e . I n g e n e r a l , i n d u c t a n c e b e t w e e n t h e p o w e r s u p p l y S E Q U E N C E p i n s a n d d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s m u s t b e a v o i d e d . ( S e e r e f e r e n c e b o a r d d o c u m e n t a t i o n f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n . )

    T h e T A S 5 1 4 2 d o e s n o t r e q u i r e a p o w e r - u p s e q u e n c e . F o r a p r o p e r l y f u n c t i o n i n g b o o t s t r a p c i r c u i t , a s m a l l T h e o u t p u t s o f t h e H - b r i d g e s r e m a i n i n a h i g h - i m p e d -

    c e r a m i c c a p a c i t o r m u s t b e c o n n e c t e d f r o m e a c h a n c e s t a t e u n t i l t h e g a t e - d r i v e s u p p l y v o l t a g e b o o t s t r a p p i n ( B S T _ X ) t o t h e p o w e r - s t a g e o u t p u t p i n ( G V D D _ X ) a n d V D D v o l t a g e a r e a b o v e t h e ( O U T _ X ) . W h e n t h e p o w e r - s t a g e o u t p u t i s l o w , t h e u n d e r v o l t a g e p r o t e c t i o n ( U V P ) v o l t a g e t h r e s h o l d ( s e e b o o t s t r a p c a p a c i t o r i s c h a r g e d t h r o u g h a n i n t e r n a l t h e E l e c t r i c a l C h a r a c t e r i s t i c s s e c t i o n o f t h i s d a t a d i o d e c o n n e c t e d b e t w e e n t h e g a t e - d r i v e p o w e r - - s h e e t ) . A l t h o u g h n o t s p e c i f i c a l l y r e q u i r e d , i t i s r e c - s u p p l y p i n ( G V D D _ X ) a n d t h e b o o t s t r a p p i n . W h e n o m m e n d e d t o h o l d R E S E T _ A B a n d R E S E T _ C D i n a t h e p o w e r - s t a g e o u t p u t i s h i g h , t h e b o o t s t r a p c a p a c i - l o w s t a t e w h i l e p o w e r i n g u p t h e d e v i c e . T h i s a l l o w s t o r p o t e n t i a l i s s h i f t e d a b o v e t h e o u t p u t p o t e n t i a l a n d a n i n t e r n a l c i r c u i t t o c h a r g e t h e e x t e r n a l b o o t s t r a p t h u s p r o v i d e s a s u i t a b l e v o l t a g e s u p p l y f o r t h e c a p a c i t o r s b y e n a b l i n g a w e a k p u l l d o w n o f t h e h i g h - s i d e g a t e d r i v e r . I n a n a p p l i c a t i o n w i t h P W M h a l f - b r i d g e o u t p u t . s w i t c h i n g f r e q u e n c i e s i n t h e r a n g e f r o m 3 5 2 k H z t o

    W h e n t h e T A S 5 1 4 2 i s b e i n g u s e d w i t h T I P W M 3 8 4 k H z , i t i s r e c o m m e n d e d t o u s e 3 3 - n F c e r a m i c

    m o d u l a t o r s s u c h a s t h e T A S 5 5 0 8 , n o s p e c i a l a t t e n - c a p a c i t o r s , s i z e 0 6 0 3 o r 0 8 0 5 , f o r t h e b o o t s t r a p

    t i o n t o t h e s t a t e o f R E S E T _ A B a n d R E S E T _ C D i s s u p p l y . T h e s e 3 3 - n F c a p a c i t o r s e n s u r e s u f f i c i e n t

    r e q u i r e d , p r o v i d e d t h a t t h e c h i p s e t i s c o n f i g u r e d a s e n e r g y s t o r a g e , e v e n d u r i n g m i n i m a l P W M d u t y r e c o m m e n d e d . c y c l e s , t o k e e p t h e h i g h - s i d e p o w e r s t a g e F E T ( L D M O S ) f u l l y t u r n e d o n d u r i n g t h e r e m a i n i n g p a r t o f t h e P W M c y c l e . I n a n a p p l i c a t i o n r u n n i n g a t a r e d u c e d s w i t c h i n g f r e q u e n c y , g e n e r a l l y 1 9 2 k H z , t h e b o o t s t r a p c a p a c i t o r m i g h t n e e d t o b e i n c r e a s e d i n v a l u e .

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    P o w e r i n g D o w n

    U s e o f T A S 5 1 4 2 i n H i g h - M o d u l a t i o n - I n d e x

    E R R O R R E P O R T I N G

    O v e r c u r r e n t ( O C ) P r o t e c t i o n W i t h C u r r e n t

    D E V I C E P R O T E C T I O N S Y S T E M

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    o v e r t e m p e r a t u r e , a n d u n d e r v o l t a g e . T h e T A S 5 1 4 2 r e s p o n d s t o a f a u l t b y i m m e d i a t e l y s e t t i n g t h e p o w e r

    T h e T A S 5 1 4 2 d o e s n o t r e q u i r e a p o w e r - d o w n s e - s t a g e i n a h i g h - i m p e d a n c e ( H i - Z ) s t a t e a n d a s s e r t i n g

    q u e n c e . T h e d e v i c e r e m a i n s f u l l y o p e r a t i o n a l a s l o n g t h e S D p i n l o w . I n s i t u a t i o n s o t h e r t h a n o v e r l o a d , t h e

    a s t h e g a t e - d r i v e s u p p l y ( G V D D _ X ) v o l t a g e a n d V D D d e v i c e a u t o m a t i c a l l y r e c o v e r s w h e n t h e f a u l t c o n -

    v o l t a g e a r e a b o v e t h e u n d e r v o l t a g e p r o t e c t i o n ( U V P ) d i t i o n h a s b e e n r e m o v e d , i . e . , t h e j u n c t i o n t e m p e r a -

    v o l t a g e t h r e s h o l d ( s e e t h e E l e c t r i c a l C h a r a c t e r i s t i c s t u r e h a s d r o p p e d o r t h e s u p p l y v o l t a g e h a s i n -

    s e c t i o n o f t h i s d a t a s h e e t ) . A l t h o u g h n o t s p e c i f i c a l l y c r e a s e d . F o r h i g h e s t p o s s i b l e r e l i a b i l i t y , r e c o v e r i n g r e q u i r e d , i t i s a g o o d p r a c t i c e t o h o l d R E S E T _ A B a n d

    f r o m a n o v e r l o a d f a u l t r e q u i r e s e x t e r n a l r e s e t o f t h e R E S E T _ C D l o w d u r i n g p o w e r d o w n , t h u s p r e v e n t i n g

    d e v i c e ( s e e t h e D e v i c e R e s e t s e c t i o n o f t h i s d a t a a u d i b l e a r t i f a c t s i n c l u d i n g p o p s o r c l i c k s .

    s h e e t ) n o s o o n e r t h a n 1 s e c o n d a f t e r t h e s h u t d o w n . W h e n t h e T A S 5 1 4 2 i s b e i n g u s e d w i t h T I P W M m o d u l a t o r s s u c h a s t h e T A S 5 5 0 8 , n o s p e c i a l a t t e n -

    C a p a b l e S y s t e m s t i o n t o t h e s t a t e o f R E S E T _ A B a n d R E S E T _ C D i s r e q u i r e d , p r o v i d e d t h a t t h e c h i p s e t i s c o n f i g u r e d a s

    T h i s d e v i c e r e q u i r e s a t l e a s t 5 0 n s o f l o w t i m e o n t h e r e c o m m e n d e d .

    o u t p u t p e r 3 8 4 - k H z P W M f r a m e r a t e i n o r d e r t o k e e p t h e b o o t s t r a p c a p a c i t o r s c h a r g e d . A s a n e x a m p l e , i f t h e m o d u l a t i o n i n d e x i s s e t t o 9 9 . 2 % i n t h e T A S 5 5 0 8 , t h i s s e t t i n g a l l o w s P W M p u l s e d u r a t i o n s d o w n t o 2 0 T h e S D a n d O T W p i n s a r e b o t h a c t i v e - l o w , n s . T h i s s i g n a l , w h i c h d o e s n o t m e e t t h e 5 0 - n s o p e n - d r a i n o u t p u t s . T h e i r f u n c t i o n i s f o r p r o t e c -

    r e q u i r e m e n t , i s s e n t t o t h e P W M _ X p i n a n d t h i s t i o n - m o d e s i g n a l i n g t o a P W M c o n t r o l l e r o r o t h e r l o w - s t a t e p u l s e t i m e d o e s n o t a l l o w t h e b o o t s t r a p s y s t e m - c o n t r o l d e v i c e . c a p a c i t o r t o s t a y c h a r g e d . I n t h i s s i t u a t i o n , t h e l o w

    A n y f a u l t r e s u l t i n g i n d e v i c e s h u t d o w n i s s i g n a l e d b y v o l t a g e a c r o s s t h e b o o t s t r a p c a p a c i t o r c a n c a u s e a t h e S D p i n g o i n g l o w . L i k e w i s e , O T W g o e s l o w w h e n f a i l u r e o f t h e h i g h - s i d e M O S F E T t r a n s i s t o r , e s p e c i a l l y t h e d e v i c e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e e x c e e d s 1 2 5 C ( s e e w h e n d r i v i n g a l o w - i m p e d a n c e l o a d . T h e T A S 5 1 4 2 t h e f o l l o w i n g t a b l e ) . d e v i c e r e q u i r e s l i m i t i n g t h e T A S 5 5 0 8 m o d u l a t i o n

    i n d e x t o 9 6 . 1 % t o k e e p t h e b o o t s t r a p c a p a c i t o r S D O T W D E S C R I P T I O N c h a r g e d u n d e r a l l s i g n a l s a n d l o a d s . 0 0 O v e r t e m p e r a t u r e ( O T E ) o r o v e r l o a d ( O L P ) o r

    u n d e r v o l t a g e ( U V P ) T h e r e f o r e , T I s t r o n g l y r e c o m m e n d s u s i n g a T I P W M 0 1 O v e r l o a d ( O L P ) o r u n d e r v o l t a g e ( U V P ) p r o c e s s o r , s u c h a s T A S 5 5 0 8 o r T A S 5 0 8 6 , w i t h t h e

    m o d u l a t i o n i n d e x s e t a t 9 6 . 1 % t o i n t e r f a c e w i t h 1 0 J u n c t i o n t e m p e r a t u r e h i g h e r t h a n 1 2 5 C ( o v e r t e m p e r a t u r e w a r n i n g ) T A S 5 1 4 2 .

    1 1 J u n c t i o n t e m p e r a t u r e l o w e r t h a n 1 2 5 C a n d n o O L P o r U V P f a u l t s ( n o r m a l o p e r a t i o n )

    L i m i t i n g a n d O v e r l o a d D e t e c t i o n N o t e t h a t a s s e r t i n g e i t h e r R E S E T _ A B o r R E S E T _ C D

    T h e d e v i c e h a s i n d e p e n d e n t , f a s t - r e a c t i n g c u r r e n t l o w f o r c e s t h e S D s i g n a l h i g h , i n d e p e n d e n t o f f a u l t s d e t e c t o r s w i t h p r o g r a m m a b l e t r i p t h r e s h o l d ( O C b e i n g p r e s e n t . T I r e c o m m e n d s m o n i t o r i n g t h e O T W t h r e s h o l d ) o n a l l h i g h - s i d e a n d l o w - s i d e p o w e r - s t a g e s i g n a l u s i n g t h e s y s t e m m i c r o c o n t r o l l e r a n d r e - F E T s . S e e t h e f o l l o w i n g t a b l e f o r O C - a d j u s t r e s i s t o r s p o n d i n g t o a n o v e r t e m p e r a t u r e w a r n i n g s i g n a l b y , v a l u e s . T h e d e t e c t o r o u t p u t s a r e c l o s e l y m o n i t o r e d b y e . g . , t u r n i n g d o w n t h e v o l u m e t o p r e v e n t f u r t h e r t w o p r o t e c t i o n s y s t e m s . T h e f i r s t p r o t e c t i o n s y s t e m h e a t i n g o f t h e d e v i c e r e s u l t i n g i n d e v i c e s h u t d o w n c o n t r o l s t h e p o w e r s t a g e i n o r d e r t o p r e v e n t t h e ( O T E ) . o u t p u t c u r r e n t f r o m f u r t h e r i n c r e a s i n g , i . e . , i t p e r f o r m s

    T o r e d u c e e x t e r n a l c o m p o n e n t c o u n t , a n i n t e r n a l a c u r r e n t - l i m i t i n g f u n c t i o n r a t h e r t h a n p r e m a t u r e l y p u l l u p r e s i s t o r t o 3 . 3 V i s p r o v i d e d o n b o t h S D a n d s h u t t i n g d o w n d u r i n g c o m b i n a t i o n s o f h i g h - l e v e l m u - O T W o u t p u t s . L e v e l c o m p l i a n c e f o r 5 - V l o g i c c a n b e s i c t r a n s i e n t s a n d e x t r e m e s p e a k e r l o a d i m p e d a n c e

    o b t a i n e d b y a d d i n g e x t e r n a l p u l l u p r e s i s t o r s t o 5 V d r o p s . I f t h e h i g h - c u r r e n t s i t u a t i o n p e r s i s t s , i . e . , t h e ( s e e t h e E l e c t r i c a l C h a r a c t e r i s t i c s s e c t i o n o f t h i s d a t a p o w e r s t a g e i s b e i n g o v e r l o a d e d , a s e c o n d p r o t e c t i o n s h e e t f o r f u r t h e r s p e c i f i c a t i o n s ) . s y s t e m t r i g g e r s a l a t c h i n g s h u t d o w n , r e s u l t i n g i n t h e

    p o w e r s t a g e b e i n g s e t i n t h e h i g h - i m p e d a n c e ( H i - Z ) s t a t e . C u r r e n t l i m i t i n g a n d o v e r l o a d p r o t e c t i o n a r e i n d e p e n d e n t f o r h a l f - b r i d g e s A a n d B a n d , r e s p e c t -

    T h e T A S 5 1 4 2 c o n t a i n s a d v a n c e d p r o t e c t i o n c i r c u i t r y i v e l y , C a n d D . T h a t i s , i f t h e b r i d g e - t i e d l o a d b e t w e e n

    c a r e f u l l y d e s i g n e d t o f a c i l i t a t e s y s t e m i n t e g r a t i o n a n d h a l f - b r i d g e s A a n d B c a u s e s a n o v e r l o a d f a u l t , o n l y

    e a s e o f u s e , a s w e l l a s t o s a f e g u a r d t h e d e v i c e f r o m h a l f - b r i d g e s A a n d B a r e s h u t d o w n .

    p e r m a n e n t f a i l u r e d u e t o a w i d e r a n g e o f f a u l t c o n d i t i o n s s u c h a s s h o r t c i r c u i t s , o v e r l o a d ,

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    U n d e r v o l t a g e P r o t e c t i o n ( U V P ) a n d P o w e r - O n

    D E V I C E R E S E T

    O v e r t e m p e r a t u r e P r o t e c t i o n

    T A S 5 1 4 2

    S L E S 1 2 6 B D E C E M B E R 2 0 0 4 R E V I S E D M A Y 2 0 0 5

    F o r t h e l o w e s t - c o s t b i l l o f m a t e r i a l s i n t e r m s o f ( O T W ) w h e n t h e d e v i c e j u n c t i o n t e m p e r a t u r e e x - c o m p o n e n t s e l e c t i o n , t h e O C t h r e s h o l d m e a s u r e c e e d s 1 2 5 C ( n o m i n a l ) a n d , i f t h e d e v i c e j u n c t i o n s h o u l d b e l i m i t e d , c o n s i d e r i n g t h e p o w e r o u t p u t t e m p e r a t u r e e x c e e d s 1 5 5 C ( n o m i n a l ) , t