MAX15090B 点击型号查看芯片规格书
热插拔控制器必须同时满足稳态和启动条件。在稳态工作中，用作受控开关元件的MOSFET必须设计为工作在内部FET的最大电流负载之上，并保持结温低于额定最高结温。
稳态功耗基本上是负载电流与R(DS(ON))的平方的乘积。
P(d) = i(负载)(2)× r (ds (on))
在设计集成场效应管的热插拔IC时，必须考虑启动等动态需求。当驱动作为下游负载点(pol)蓄能器的容性负载时，这是一个重要的考虑因素。MAX15090 / MAX15090B使用一种技术来监控V(IN) - V(OUT)差异，并使用电流折回技术来限制启动期间的电流，这将在后面进行更详细的讨论。
MAX15090/MAX15090B ic是热插拔应用的集成解决方案，需要从带电背板上安全地插入和移除电线路卡。
该器件在单个封装中集成了热插拔控制器、6毫欧功率MOSFET和电子断路器保护。这些器件在启动期间实现了反向电流限制，以控制浪涌电流降低di/dt，并保持MOSFET在安全工作区域(SOA)条件下工作。当负载具有高容性时，该特性在12V电压下非常重要。图1概述了设备启动期间的折叠特性。
图1所示 变速/双级响应。这应该读取启动浪涌电流的折回特性。
如图1所示，该器件根据V(in) - V(OUT)差来限制负载的电流量。当V(IN) - V(OUT)差小于等于2V时，电流限制为R(CB)/3333.3 × 0.5。如果在内部50mS定时器超时前V(OUT)高于0.9 × V(IN)，则电流限制恢复到R(CB)/3333.3。为了将该部分用于具有电阻性负载的低压应用，折叠式功能可能会阻止设备实际启动。例如，对于负载为1.5欧姆的3.3V应用，负载电流应为3.3V/1.5或2.2A。在本例中，当R(CB) = 10k欧姆时，正常电流限制为3A，而折回电流为1.5A。为了在内部50mS定时器到期前退出启动阶段，输出电压必须大于输入电压的90%，才能恢复到正常电流限制R(CB)/3333.3。由于1.5A × 1.5欧姆 = 2.25V，该部分将不会启动，并且永远不会将电流限制增加到R(CB)/3333.3，并将锁住(MAX15090)或重试(MAX15090B)。
对于低压操作，不需要电流折叠功能，可以通过在CB引脚上施加电压来禁用。这可以使用CB引脚上的电阻分压器来完成。查看图2并检查R(CB)/3333.3的限流方程，CB电压设置应为12µA × R(CB)。对于本例，要将电流限制设置为3A，将使用10k欧姆电阻。在正常限流模式下，CB引脚电压为10k欧姆 × 12µA或0.120V。
图2 通过禁用当前折叠功能来设置固定的电流限制。
为了最小化CB引脚的电压设置误差，可以考虑使用12µA。对于3A电流限制，理想情况下，0.120V必须在CB引脚。因此，通过R2的电流必须为0.120V/R2。若R2 = 1000欧姆，则I(R2) = 120µA。因此，R1输出的电流必须在120µA ~ 12µA或108µA之间。所以R1必须是3.3V - 0.120/108µA或29444。从标准1%电阻图中，最接近的值是29400，其标称误差仅为160µV。较大的误差来自输入电源电压的容差。必须考虑到电阻分压器的容差。由于分压比为29:1,3.3V电源上的任何电压纹波都将被分压，不应影响限流阈值。
由于启动电流折叠功能被禁用，因此设计师在使用此方法时必须考虑一些预防措施。本应用说明适用于需要进行权衡以确保MAX15090/MAX15090B保持在SOA内的低压应用。在正常工作状态下(只要满足UVLO、UV和OV阈值)，电流折返电路变为活动电路，如图1所示。当器件启动并增强内部场效应管时，启动一个50mS定时器。如果输出电压大于输入电压的90%，且栅极电压至少为V(OUT) + 3V，则限流移至R(CB)/3333.3定义的正常限流。此事件序列确保当输出连接到高容性负载时，MAX15090/MAX1509B的内部场效应管在SOA区域工作。通过禁用此功能，电流限制设置现在定义为V(IN) × I(LIM) = 13.5W，其中I(LIM)是由施加到CB引脚的电压设置的电流限制。图3是禁用MAX15090/MAX15090B的折回功能时的电流限制的图形表示。
图3 禁用折叠功能时的安全操作区域。
驱动阻性负载的另一种方法是使用PG信号在两个RCB限流电阻之间切换。如图4所示，增加R(CB2)和小信号FET 2N7002 (Q1)提供了一种简单的方法来增加启动时的折回电流限制，但不会消除SOA保护。在启动阶段，PG信号(见图5)为active-low，这反过来使Q1关闭，R(CB1)设置启动阶段的电流限制。当输出电压大于输入电压的90%时，PG信号上拉至3.3V, Q1导通，R(CB2)与R(CB1)并联。因此，在启动阶段，R(CB1)设置反折限流，启动成功后，正常限流由R(CB1)和R(CB2)并联组合设置。
参考图1，由于最大反折电流为R(CB)/3333.3 × 0.5，因此可以将R(CB1)设置为2 × R(CB)/3333.3，以提高电流限制，使其能够在电阻性负载下启动。例如，如果正常的电流限制是3A，那么将R(CB1)和R(CB2)设置为20k欧姆允许在启动期间最大的反向电流限制为20k/3333.3 = 6A，成功启动后所需的电流限制为20k||20k/3333.3 = 3A。这种技术也被用于其他内部fet的热插拔ic。应用笔记4872(1)概述了使用MAX5976时的这种技术。
图4 双电平限流控制。
图5 具有双电平控制的限流区。
本应用笔记概述了两种技术，可用于驱动电阻型负载与MAX15090/MAX1509B。另一种没有讨论的技术是简单地使用PG对下游pol和其他具有使能引脚的负载进行排序。这样可以安全地给输出电容充电，提高输出电压，同时最大限度地减少浪涌电流。
(1)应用说明4872，“用自动限流调节保护集成fet功率开关”
德怀特·拉尔森。为高侧热插拔控制选择n沟道mosfet。电力电子，2010年11月1日。
