适用于热插拔应用的具有导通电阻的高效 MOSFET

2023-09-20  

热插拔是指将电子设备插入带电电源;这可能会损坏相关电子设备。电容性负载可能会产生较大的负载电流,从而给电源、电缆组件和任何限流电路带来压力。此外,电缆寄生电感上的电压变化会引起电压尖峰,从而进一步损坏电子设备。

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热插拔是指将电子设备插入带电电源;这可能会损坏相关电子设备。电容性负载可能会产生较大的负载电流,从而给电源、电缆组件和任何限流电路带来压力。此外,电缆寄生电感上的电压变化会引起电压尖峰,从而进一步损坏电子设备。
简介
热插拔是指将电子设备插入带电电源;这可能会损坏相关电子设备。电容性负载可能会产生较大的负载电流,从而给电源、电缆组件和任何限流电路带来压力。此外,电缆寄生电感上的电压变化会引起电压尖峰,从而进一步损坏电子设备。
热插拔电路用于通过偏置传输晶体管的栅极来限制浪涌电流,从而允许电子设备以受控方式插入带电电源。强大的热插拔设计将控制浪涌电流和 dv/dt,从而维持 的安全工作条件。
德州仪器 (TI) 提供多种热插拔控制器,使热插拔应用的设计变得简单。该控制器限制流过 的电流、功耗,并且可以限制 dv/dt。LM5066I 就是一个例子。LM5066I 的应用原理图如下所示。

适用于热插拔应用的具有导通电阻的高效 MOSFET

通过传输晶体管的电流由 RSNS 设置。应注意将开尔文连接到 RSNS 以获得准确的电压读数。 功耗由 RPWR 设置。电流由一个受监控的电阻器设置。可以使用 CTIMER 设置故障计时器来限制时间量。dv/dt 控制可通过可选的 RCDQ 电路进行设置。
系统设计人员在计算电流、功耗、故障定时器和 dv/dt 时,应参考 MOSFET 数据表中的安全工作区域曲线。下面以 CSD17570Q5B(一款针对热插拔应用进行优化的 TI MOSFET)的安全工作区域曲线为例。

适用于热插拔应用的具有导通电阻的高效 MOSFET

选择 MOSFET 的关键参数
选择热插拔应用的晶体管是设计可靠电路的关键步骤。在热插拔设计中使用低 RDS(on) MOSFET 可降低 MOSFET 完全导通时的功耗和压降。低 RDS(on) 在稳态运行期间相关,但在从完全关闭到完全开启的过渡期间无关,此时 MOSFET 在线性区域运行。在线性区运行应参考运行曲线的安全区。良好的热界面和足够的散热非常重要,因为 MOSFET 在线性区域工作时会产生耗散。应使用针对热插拔应用优化的 MOSFET。
适用于热插拔应用的 Texas Instruments 功率 MOSFET
Texas Instruments 的 NexFET? 功率 MOSFET 系列针对热插拔应用进行了优化。CSD17570Q5B 是 TI 的一款功率 30V MOSFET,针对热插拔设计进行了优化。它的 RDS(on)=0.53mohm,VGS=10V。在 25°C 下,将其放置在 1 平方英寸的铜上时,可耗散 3.2W 的功率。它采用 SON 封装,尺寸为 5 毫米 x 6 毫米。

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