Універсальні контролери 80 В з гарячою заміною керують великими МОП-транзисторами; Підвищення точності та обмеження струму згортання

Вступ Регулярне технічне обслуговування та модернізація обчислювальних, мережевих та телекомунікаційних систем з високою надійністю вимагають встановлення нових або змінних плат у шину з живленням 48 В (типова). Коли друковану плату вставлено в основну плату під напругою, вхідні конденсатори на платі можуть заряджати великі пускові струми від шини живлення плати під час заряджання. Пусковий струм може назавжди пошкодити контакти роз'ємів та компоненти плати, а також зіпсувати подачу системи, викликаючи скидання інших плат у системі. Нове сімейство LT4256 (LT4256-1 та LT4256-2) забезпечує компактне та надійне рішення для усунення цих проблем із гарячим підключенням. LT4256 призначений для регульованого включення напруги живлення плати, що дозволяє безпечно вставляти або виймати плату з плати під напругою, що має напругу живлення від 10.8 В до 80 В. Пристрій оснащений програмованим регулюванням пускового струму, відкиданням струму, програмованим порогом низької напруги з допуском 1%, захистом від перенапруги та хорошим вихідним сигналом потужності, який вказує, коли вихідна напруга живлення готова. LT4256-1 та LT4256-2 пропонуються у 8-контактному SO-пакеті та сумісні з контактами LT1641-1 та LT1641-2. Сімейство LT4256 модернізує LT1641 і пропонує кілька чудових електричних специфікацій (див. Таблицю 1), вимагаючи лише кількох незначних модифікацій компонентів. Таблиця 1. Відмінності між LT1641 та LT4256. Специфікація LT1641 LT4256 Коментарі Поріг ультрафіолетового випромінювання 1.233 В 4 В Вищий на 1% Посилання на покращення стійкості до шуму та точність системи Порогове значення FB 1.233 В 3.99 В Вище на 1% Посилання на покращення стійкості до шуму та точність системи ТАЙМЕР Потужність ± 70% ± 26% Більш точний таймер вимкнення V 1.233 В 4.65 В Вища напруга спрацьовування для кращої стійкості до шуму GATE IPULLUP 10µA 30µA Більш високий струм для пристосування вищих витоків МОП -транзисторів або паралельних пристроїв Резистор GATE 1 кОм 100 Ом Різна компенсація для граничної межі струму Відкидний ILIM 12 мВ 14 мВ Дещо різна межа відключення струму 47 Вт Дещо інша послідовність включення точки обмеження струму відключення На рисунку 55 показана типова програма LT1. Зовнішній прохідний транзистор MOSFET з N-каналом (Q1) розміщений на тракті живлення для управління характеристиками включення та вимикання напруги живлення. Конденсатор C1 контролює швидкість повороту GATE, R7 забезпечує компенсацію для контуру управління струмом, а R6 запобігає високочастотним коливанням у Q1. Коли контакти живлення вперше вступають в контакт, транзистор Q1 утримується. Контакти роз'єму VCC та GND повинні бути довшими за штифт, що йде до R1, тому вони спочатку підключаються і вимикають LT4256, поки плата повністю не вставить у свій роз'єм. Коли напруга на висновку VCC перевищує запрограмований зовні порог низької напруги, транзистор Q1 включається (малюнок 2). Напруга на штифті GATE зростає з нахилом, рівним 30 мкА/С1, і пусковий струм живлення становить: де CL - загальна ємність навантаження. Якщо напруга на чутливому резисторі досягає 55 мВ (типово), пусковий струм обмежується внутрішньою схемою обмеження струму. Малюнок 1. Типове застосування. Малюнок 2. Сигнали запуску. Захист від короткого замикання LT4256 має програмоване обмеження струму зворотного зв'язку з електронним вимикачем, який захищає від коротких замикань або надмірних струмів навантаження. Обмеження струму встановлюється розміщенням сенсорного резистора (R5) між VCC та SENSE. Щоб обмежити надмірне розсіювання потужності в прохідному транзисторі та зменшити стрибки напруги на вході живлення під час умов короткого замикання на виході, струм зменшується назад як функція вихідної напруги, яка відчувається всередині на виводі FB. Коли напруга на виводі FB дорівнює 0 В, якщо деталь переходить у межу струму, схема обмеження струму приводить штифт GATE в силу, щоб змусити постійне падіння 14 мВ через сенсорний резистор. За умов високого струму (але не короткого замикання), коли напруга FB лінійно зростає від 0 В до 2 В, керована напруга на сенсорному резисторі збільшується лінійно від 14 до 55 мВ (див. Малюнок 3). При FB вище 2 В на резисторі сенсора підтримується постійне значення 55 мВ. Малюнок 3. Напруга визначення межі струму залежно від напруги на контакті FB. Під час запуску велика вихідна ємність може привести до того, що LT4256 перейде в обмеження струму. Рівень обмеження струму, коли VOUT низький, становить лише одну чверть поточного граничного рівня за нормальної роботи, і він обмежений у часі, тому необхідна ретельна увага, щоб забезпечити належний запуск. Максимальний час, протягом якого LT4256 може перебувати в межах струму, визначається штирьковим конденсатором TIMER. Поріг граничного струму (під час нормальної роботи): де R5 - чутливий резистор. Для сенсорного резистора 0.02 Ом обмеження струму встановлено на рівні 2.75А і відкидається до 700 мА, якщо вихід замкнуто на землю. Для застосування 48 В пікова розсіювання потужності MOSFET в умовах короткого замикання зменшується зі 132 Вт до 33.6 Вт. LT4256 також має змінний час відгуку по струму. Час, необхідний деталі для регулювання напруги на контакті GATE, пропорційний напрузі на чутливому резисторе R5. Це допомагає усунути чутливість до стрибків струму та перехідних процесів, які інакше могли б непотрібно викликати відповідь обмеження струму та збільшити розсіювання MOSFET. ТАЙМЕР обмеження струму Штифт ТАЙМЕРУ забезпечує метод програмування максимального часу, протягом якого деталь може працювати в межах обмеження струму. Коли схема обмеження струму не активна, контакт TIMER підтягується до GND джерелом струму 3 мкА. Коли схема обмеження струму стає активною, джерело підтягуючого струму 118 мкА підключається до виводу ТАЙМЕР і напруга зростає з нахилом, рівним 115 мкА/С2. Після того, як вибрано бажаний максимальний час обмеження струму, значення конденсатора становить: Якщо штифт TIMER досягає 4.65 В (тип), внутрішня засувка несправності встановлюється, що призводить до того, що GATE буде низько витягнуто, а штифт TIMER розряджений до GND Джерело струму 3мкА. LT4256-1 відключається після несправності обмеження струму. LT4256-2 не вмикається знову, доки напруга на висновку ТАЙМЕРА не опуститься нижче 0.65 В (типово). Виявлення низької напруги LT4256 використовує контакт UV (заниження напруги) для контролю VIN і надає користувачеві найбільшу гнучкість для встановлення робочого порога. На малюнку 1 також показано програмування рівня УФ через резисторний дільник (R1 і R2). Якщо ультрафіолетовий штифт опускається нижче 3.6 В, штифт GATE негайно опускається, доки напруга ультрафіолетового виходу не підніметься вище 4 В. Вивод UV також використовується для скидання фіксатора несправності обмеження струму після того, як LT4256-1 зафіксувався. Це досягається заземленням УФ -штифта мінімум на 5 мкс. Операція автоматичного перезапуску та замикання Після поточної несправності LT4256-2 забезпечує автоматичний перезапуск, дозволяючи Q1 увімкнутись, коли напруга на штифті TIMER знизилася до 650 мВ. Якщо умова перевищення струму на виході зберігається, цикл повторюється доти, доки не буде знято умову надтоку. Робочий цикл в умовах короткого замикання становить 3%, що запобігає перегріву Q1 (див. малюнок 4). Малюнок 4. Граничні сигнали струму LT4256-2. LT4256-1 замикається після несправності струму (див. Малюнок 5). Після того, як LT4256-1 вимикається, йому можна наказати перезапуститись, переключивши УФ на землю, а потім вище 4 В. Цю команду можна прийняти лише після того, як штифт ТАЙМЕРУ розрядиться нижче порога 0.65 В (тип) (для запобігання перегріву транзистора Q1). Малюнок 5. Форми сигналів обмеження струму LT4256-1. Визначення хорошої потужності LT4256 містить компаратор для моніторингу вихідної напруги. Вихідна напруга визначається через контакт FB через ланцюжок зовнішнього резистора. Якщо контакт FB перевищить 4.45 В, вихід компаратора звільняє контакт PWRGD, щоб його можна було підтягнути ззовні. Вихід компаратора (контакт PWRGD)-це відкритий колектор, здатний працювати від підтягуючої напруги до 80 В, незалежно від VCC. Контакт GATE Вивод GATE затискається на максимальну напругу на 12.8 В вище напруги VCC. Цей хомут призначений для зменшення струму внутрішнього зарядного насоса. Зовнішній стабілітрон потрібно використовувати від VOUT до GATE. Якщо вхідна напруга живлення становить від 12 В до 15 В, мінімальна напруга приводу затвора становить 4.5 В, і необхідно використовувати логічний рівень MOSFET. Коли вхідна напруга живлення перевищує 20 В, напруга приводу затвора становить щонайменше 10 В, і можна використовувати МОП -транзистор зі стандартною пороговою напругою. Висновок Комплексний набір розширених функцій захисту та моніторингу LT4256 робить його застосовним у широкому спектрі рішень Hot Swap ™. Його можна запрограмувати для контролю швидкості наростання вихідної напруги та пускового струму. Він має програмований поріг зниження напруги та контролює вихідну напругу через контакт PWRGD. LT4256 забезпечує просте та гнучке рішення «Hot Swap» з додаванням лише кількох зовнішніх компонентів.

Залишити повідомлення 

список повідомлень