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热插拔控制器IC可调断路器的技术解决方案

来源:analog 发布时间:2023-09-11

摘要: 使用热插拔控制器IC提供涌流限制和断路器功能,用于中高压电路保护。

使用热插拔控制器IC提供涌流限制和断路器功能,用于中高压电路保护。

这篇设计简报发表在2003年11月10日的电子设计杂志上。

从9V到72V的中高压系统通常需要以下一种或多种电路功能:热插拔控制,断路器故障保护和浪涌电流限制。

图1的电路为负载(C1和R2)提供了浪涌限流和可靠的断路器功能,但仅包含一个p沟道MOSFET,一个热插拔控制器IC和两个可选电阻(R1和R3)。在MOSFET漏极处添加一个低值电阻,可提供可调的跳闸点,并在工作温度范围内提高精度(图2)。


图1所示、标准断路器应用


图2、在图1的电路中添加一个跳闸点调整电阻(R4)可以提高其初始精度和温度精度

对于热插拔应用,U1基于9V/mS的典型栅极驱动压转率来限制浪涌电流。浪涌电流由等式I = CdV/dT = CSR给出,其中C =负载电容,SR为压摆率,由U1设定为9V/mS(典型)。当负载电容为100µF时,IC将浪涌电流限制在约0.9A。

U1的断路器功能使用内部比较器和MOSFET导通电阻(R(DS(ON)))来检测故障状态。Q1的R(DS(ON))通常为52毫欧, U1具有300mV, 400mV或500mV的可选断路器跳闸点(CB)。在最低跳闸点(300mV), T(J) = 25℃时的CB跳闸电流通常为5.77A。

断路器的电压跳闸值由式V(CB) &gt确定;(R (DS(上)))我(负载(MAX)),或V (CB) /(负载(MAX))比;(R (DS ))。

假设期望的极限是2A。使用典型值,

300mV/2A≈150毫欧 >(R (DS ))。

而不是替换另一个具有更高导通电阻的MOSFET,添加一个≈100毫欧电阻与Q1串联(即图2中的R4)。除了允许可调断路器电平外,R4提供更好的断路器精度和更高的温度稳定性。例如,Q1的(R(DS(ON))在T(J)= 25℃时≈52毫欧,在T(J)=125℃时≈130毫欧,变化幅度为150%。如果添加一个100毫欧, 100ppm/°C电阻(从25°C到125°C变化0.001欧姆),从25°C (152毫欧)到125°C (231毫欧)的组合方差只有79毫欧,这是52%。



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