ISL6144 高压环形MOSFET控制器(二)

元器件信息   2022-11-21 09:52   170   0  

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使用ISL6144EVAL1Z高压

ORing-MOSFET控制器评估在多电源、容错、冗余电源中配电系统,并联电源通过各种功率共享,使负载电流相等计划。不管方案如何,一个普通的设计实践是包括分立的O型圈功率二极管来保护逆流应力之一电源产生灾难性的对地短路输出。在另外,如果电流共享方案失败,单个电源电压下降明显低于其他人。尽管使用了离散的O型圈二极管解决方案在一段时间内,由于实施成本低廉,它有一些缺点。主要的缺点是功率增加作为功率要求的O型圈二极管损耗因为系统增加了。在某些系统中缺乏效率其成本超过了ISL6144和功率场效应晶体管的实现。典型的20A的O型圈二极管约为10W。许多二极管并联以帮助分配热量。相比之下,场效应晶体管当通电阻为5mΩ时,损耗2W,构成减少80%。当乘以平行数时供电方面,节电效果显著。另一个使用O型圈二极管时的缺点是检测短路或开路的O型圈二极管,危及电源系统可靠性。开路二极管将系统降低到二极管短路时的单点故障对维修系统的技术人员的危害不知道这次失败。

ISL6144环形MOSFET控制器和大尺寸N沟道功率MOSFET提高功率替换时的分发效率和可用性大电流应用中的功率O型圈二极管。可能是用于+9V至+75V系统,内部充电为N通道提供浮动闸门驱动的泵环形MOSFET。输入/输出差动跳闸点“VOUT-VIN”可以是由两个外部电阻器(R1、R2或R6、R7)编程。可以调整此触发点,以避免由于供电噪音。高速比较器动作保护公共总线因个别电源短路而受影响少输入短路时关断环形MOSFET大于300ns(当使用等效于栅源电容等于39nF)。迟滞调节(HR)放大器提供一个缓慢的关闭O型圈MOSFET。此关闭是在当其中一个电源为缓慢关机进行系统诊断,确保为零反向电流。这种慢关断机制也会对输出电压下降、降级或断电。开路漏极故障表示存在电路故障别针。故障检测电路包括不同类型的失败;包括货源供应严重短缺任何两个ORing MOSFET端子完全短路,或配电线路中的保险丝

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VPU是一个外部上拉电压源。而且,你可以用作上拉源。如果它高于16V,使用齐纳二极管从故障引脚到接地,并夹紧-LED1、LED2是红色LED,用于指示故障、不同接口可能是故障引脚。电压低于故障引脚的额定值16V。

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ISL6144评估委员会概述数据表的这一部分用作说明ISL6144EVAL1Z板手册。它还提供使用ISL6144用于ORing MOSFET控制。岛6144eval1z控制板有两个并联馈电连接到每个其他通过N通道的ORing mosfet。每个O型环MOSFET有一个ISL6144连接到它。这个演示Intersil的ISL6144高压O型环的操作典型1+1冗余电源中的MOSFET控制器集成电路系统。演示ISL6144的功能,双电源需要具有相同输出电压的电源输入到ISL6144EVAL1Z板。这将显示出提供的栅极驱动电压环形N沟道MOSFET。ISL6144还监视漏极(VOUT)、源极(VIN)和栅极电压,以便提供反向电流保护和保护供电相关故障。图15显示了用于1+1冗余电源系统中的ISL6144。ISL6144EVAL1Z控制板(C版)该板配置有两个输入电源使用ORing并行连接以实现冗余莫斯费特。ISL6144允许两条钢轨在主动ORing模式(这意味着两个feed可以共享如果它们各自的电压接近其他)。环形MOSFET的栅极驱动电压、控制和使用。

具有以下特点:

评估1+1冗余电源中的ISL6144单板系统每台可容纳三个并行mosfet使用的mosfet数量将取决于负载当前(在标准ISL6144EVAL1Z板上只有一个MOSFET按每个feed填充)允许用户测试开启、慢速关闭、快速关闭以及不同的故障场景

带有红色LED的可视故障指示

所有输入、输出的香蕉连接器和测试点和IC管脚

可轻松连接到电力系统原型

初步评估

注意,电路板是为处理高负载而设计的使用合适的MOSFET的电流(每个馈电电流可达20A)选择。

输入电压范围(+9V至+75V)

ISL6144可以在以下设备中工作:+9V至+75V范围。ISL6144也可用于负电压-9V至-75V的系统,但必须放在返回(高)侧。例如,在ATCA系统,低(-48V)和高(-48V)的O型圈返回)需要侧面。在这种情况下,ISL6144可以用在高处。ISL6144从输入和输出中提取偏差边。不需要外部偏压轨,也不能使用。一旦输入电压达到最小值工作电压,内部电荷泵开启提供栅极电压以开启O型圈场效应管。多馈送O形圈(ISL6144EVAL1Z)在当今的高可用性系统中,两个或多个电源电源可以并联以提供冗余和故障宽容。这些并联电源在所有这些供应共享负载电流,取决于冗余方案在特定系统中实现。电力系统必须能够继续正常运行,即使在这些电源出现一个或多个故障的事件。故障发生在电源侧需要与连接到系统临界点的公共总线点荷载。这种故障隔离装置被称为ORing装置。O形圈装置的功能是通过来自电源侧的正向电源电流阻断反向故障电流。故障电流可能会流动如果输入端发生短路(通常可能是电源输出电容器短路)。在这种情况下,输入电压降和电流可能反向流动从负载到输入,导致公共总线断开系统也会失灵。尽管O型圈二极管很容易在这样的系统中实现,它们会受到许多缺点,如前所述。ISL6144(带外部N沟道MOSFET)提供一个集成的解决方案来执行ORing在高可用性系统中发挥作用,同时提高功率同时系统效率。

操作说明和功能

测验:ISL6144EVAL1Z的测试设置如图16和17具有两个输入电源选项。选项1:使用两个相同的工作台电源(BPS)直接连接到ISL6144EVAL1Z控制板(参见图16)。只要确保对电压进行编程在PS1_V1和PS2_V2上取相同的值分担负载电流。一个MOSFET(Qshort)连接在一个或两个输入尽可能接近ISL6144EVAL1Z板的输入连接器。缓慢关闭可以通过开/关按钮执行输入BPS的(取决于电源的输出电容值电源/模块,可能需要一个本地负载电阻器帮助放电的BPS输出电容)。输出电容器COUT(相当于将要使用的电容器在最终的电力系统解决方案中)连接到公共总线点(VOUT)。不同类型的负载可以是使用(功率电阻器、电子负载或其他直流/直流转换器)。选项2:使用定制设计的DC/DC转换器电源由两个连接在均流配置,每个DC/DC模块输出可以使用“开/关”销缓慢关闭,也可以使用车载功率MOSFET短路(参见图17)。在这种情况下,对于COUT荷载类型如方案1所示

辅助电源用于为LED电路供电。如果你是小于16V时,可直接与VOUT(J5)连接。如果你是高于16V,我们仍然可以用VOUT来代替AUX PS,但是齐纳二极管必须从故障连接到接地,以夹紧通过引脚的电压为16V或更低。

电源模块板可由台式电源或任何离散的DC/DC模块。只需确保调整两个VOUT1和VOUT2彼此靠近以允许两个模块(参见选项1和图17)。

DC/DC转换器电源板(不属于ISL6144EVAL1Z板)DC/DC转换板由两个DC/DC组成具有独立输入电压轨的转换器。实际上,两个在测试设置中可以使用相同的电源更换此板(联系Intersil应用工程部如果您在测试设置中需要帮助)。此DC/DC转换器板配置为在不同输出下运行电压水平取决于直流/直流模块的选择。大多数评估结果是针对+48V和+12V输入电压。+9V至+也可以使用75伏范围。每个DC/DC转换器都有一个低rDS(ON)MOSFET与输出端子并联。这个MOSFET通常是关闭的。当打开时,它模拟短横穿输出。另一个MOSFET连接在ON/OFF模拟模块缓慢关闭的模块的管脚。单一饲料评价ISL6144EVAL1Z连接到两个输入电源使用图16或图17所示的测试设置提供。请注意,ISL6144EVAL1Z中填充了一个FDB3632 MOSFET/馈电(MOSFET的rDS(ON)在VGS=10V时约为8mΩ。

1.连接输入电源,辅助5V电源为ISL6144EVAL1Z供电、负载和输出电容器。

2.将测试设备(示波器、数字万用表)连接到使用车载测试点和范围的相关信号探头插孔。

3.在VIN1=+48V时打开PS1(VIN1可以是任何电压在+9V到+75V之间)。打开辅助电源(辅助PS为LED电路供电)使用+5V。调整负载电流至2A。验证主要运行参数例如在轻载时的20mV正向调节,以及栅极电压是负载电流的函数。

4.MOSFET终端正向电压降VSD1(TP1-TP2)等于最大20mV源极漏正向调节压降“VFWD_HR”或负载电流与MOSFET导通状态电阻“ILoad*rDS(on)”。

5.对于ILoad=2A,VSD1等于VFWD_HR=20mV。这个栅源电压随负载的变化而调制电流和MOSFET跨导。栅源电压VGS1(TP13-TP17)约为4VLED1关了。LED2将变红,因为VIN2仍处于关闭状态。

6.将负载电流ILoad增加到4A。注意VDS1是增加至VFWD-U以上,并在20mV内运行无法维持远期监管。MOSFET无法以20毫伏的电压提供所需的负载电流常数VSD1。在这种情况下,栅极电压完全充电泵送到VGQP(10.6V标称电压)。

7.关闭VIN1并打开VIN2,然后重复相同的测试上面列出了。确保ISL6144提供门电压,根据负载电流进行调制。VSD2在(TP4-TP5)和VGS2之间测量测量范围(TP14-TP21)

双馈并行评估

可进行双馈并联运行验证在完成单个feed评估之后。确保两个输入电源连接到ISL6144EVAL1Z板的电压值相同。需要相同的输入电压来启用两个馈源共享负载电流(在现实世界的电力系统中,电流共享很可能是由电力保障的具有有效电流共享的电源/模块特征)。

1.依次打开PS1和PS2(热插拔不是推荐)。将VIN1和VIN2调整到接近其他。验证两个馈源的输入电流是否在可接受的均流精度(~10%)。当前在轻负载和负载电流越大,效果越好。

2.将负载电流调整为不同的值,并确认VSD1(TP1到TP2)和VSD2(TP4到TP5)都很接近彼此之间。这两种电压可能不同取决于通过的负载电流量两个馈送中的每一个。

3.在轻载情况下,ILoad*rDS(开)小于20mVISL6144以正向调节模式运行,并且栅极电压是负载电流的函数。当ILoad*rDS(开)高于规定值时20mV,充电泵增加并夹紧栅极电压到最大可能的电荷泵电压,VGQP公司。

4.验证两个mosfet VGS1(TP13至TP17)和VGS2(TP14至TP21),不同负载海流。

5.当两个馈送都打开时,LED1和LED2都关闭。

6.对于ILoad=4A,关闭VIN2并注意VGS2具有关闭。LED2为红色,VGS1从约4V至VGQP。

7.重新打开VIN2并关闭VIN1。VGS1现在关闭。LED1是红色的。VGS2增加到VGQP

性能试验

性能测试可以在两个馈送之后进行已被验证并发现在活动状态下运行,1+1冗余(当两个馈电线共享负载电流时,均流由输入电源保证。)这些包括电源启动时的门开启,快速速度关闭(在输入轨快速下降的情况下),慢速速度关闭(响应于输入轨的缓慢下降)和针对不同故障进行故障检测。闸门启动试验首次进料启动当第一个进料打开时,当VIN1上升时,传导通过MOSFET的体二极管发生。仅此在MOSFET栅极电压可以充电。这种传导是必要的ISL6144正常运行。它为栅极提供了偏压保持和其他内部偏置和参考电路。这个电荷泵电路开始作为输入电压工作在车辆识别码引脚达到一个大约8伏的值。栅极电压取决于负载电流(如前所述段),最大栅极电压将被钳制为负载电流过高时VGQP的最大值在源极漏极端子上用20毫伏电压处理。总的来说,达到负载相关的时间不到1毫秒最终栅极电压值。注意,输入电压不能热交换,必须缓慢上升。上升时间至少为建议车辆识别号针脚处的电压为1毫秒。

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启动测试是通过添加一个外部栅极到源电容器,用总等效栅源电容约39nF。第二次(连续)进料启动在这种情况下,第二个(连续)馈送的ISL6144(U4)已经有输出偏置电压作为第一个并联馈源已打开,并且您在公用总线上。随着VIN2的升高,VG2也随之升高(VG2是具有关于GND)。当VIN2接近VIN1值时,门2是转动。第二个进料门的开启速度比第一个进料门的开启速度快HVREF电容器(C3)已充电。第二个或可以更快地打开要启动的连续电源比第一个电源的上升时间至少为建议使用第二轨。

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门快速关断试验

在正常运行期间,ISL6144提供门驱动器当输入电压为超过输出电压。电流向前流动从输入到输出的方向。现在,如果输入电压迅速下降到输出电压以下输入源电源故障的结果MOSFET还开着?答案是:如果MOSFET是持续,电流开始反向流动输入的输出。当然这不是我们想要的,也不是可以接受。它将导致有效地缩短输出和导致整个系统故障。为了阻止这一切反向电流,ISL6144感应两个车辆识别号的电压和COMP pins(这是一个电阻降低的电压可编程阈值(VTH(HS),编程为评估板上的55mV,可通过更改两个馈送的R1、R4值。如果车辆识别号低于COMP(VOUT-VTH(HS),高速比较器转动很快就从O型栅MOSFET的栅极上拔出下电流IPDH为2A。因此反向电流被阻止。最大关闭时间小于300ns当使用等效栅源电容为39nF(相当于QTOT=390nC at)的ORing MOSFET时VGS=10伏)。在ISL6144EVAL1Z板上,FDB3632具有等效的栅源电容为8.4nF,有些测试是当外部栅源电容为添加以演示栅极电流吸收能力

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tDELAY(HS)是高速比较器内部最坏情况的时间延迟。图17中的设置可以用于执行输入死短测试;脉冲发生器连接在QSHORT1的门源之间(使用脉冲模式单发,将频率设置为<10Hz并脉冲宽度约为10ms,tRISE=1μs)。遵循步骤1通过5在双馈并联运行部分。制造确保两个馈电并联均流模式。通过应用脉冲到QSHORT1的门。一旦打开,QSHORT1短路VIN1导致其快速下降(低于10微秒)。图21、22和23显示了CGS1和负载电流的组合。一定要尽可能靠近地连接VIN1短路MOSFET端子可能是EVAL上的VIN-GND(J4至J6)端子最小化引线阻抗和减少寄生的电路板铃声。

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ISL6144EVAL1Z板的VTH(HS)为55mV。可能是如果发现性能不可接受,则更改价值。VTH(HS)会影响反向电流的幅度(短脉冲)可能在闸门有效之前流动关闭(有关如何选择VTH(HS)的详细信息包含在本申请说明的后面部分)。无线电数据系统(打开)和内部HS comp offset也有助于反向振幅电流脉冲。单个馈送上的短事件可能会导致在接地引脚、车辆识别号和输出引脚上响铃。此铃声可能会导致健康源的错误关闭。在VIN和VOUT引脚上使用去耦电容器有助于过滤这种高频振铃并防止错误关闭平行馈送。图23显示第二个馈电VG2(相对于地测量)不是当馈送1输入短路时受影响。

电源缓慢关闭

在许多情况下,一个电源被关闭诊断、维护或更换。输入电压缓慢下降(最可能在几毫秒内)。当车辆识别号处的电压针开始下降相对于您的针。歇斯底里的调节放大器开始拉低电流(IPDL)与电荷泵电流相反。这减少了门逐渐施加电压,直到MOSFET完全关闭。慢关断是在零反向电流下完成的。内部20微秒延迟可滤除由于电源线上可能存在的噪音或故障。低速关闭机构如图24所示:

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输入电压以缓慢的速度下降(图24,顶部范围shot显示输入电压的下降时间为20毫秒)。VOUT(公共总线)在大约保持不变48V。它下降的数值相当于通过剩余部分的负载电流feed乘以MOSFET的rDS(ON)。在慢关断开始时,栅极驱动电压VGS1(在使用差动探针的O型圈MOSFET)开始下降速度较慢。这归因于20微秒的影响过滤延迟。之后,更强的下拉电流开始最后,高速关断完成栅极关断。通过关闭的馈电线的电流也显示为正极和关闭完成,没有反向电流。图25显示了12V输入同样的慢关断电压情况。

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供电故障检测

ISL6144有两个内置机制来监视车辆识别号、输出电压和门引脚的电压。第一机制监控与车辆识别号相关的门(具有410mV阈值)第二个机制监控车辆识别号(具有370mV阈值)。开路漏极故障引脚将为当满足以上两个条件时拉低。ISL6144检测到的一些典型系统故障包括:故障1:输入侧保险丝开路(保险丝必须放在车辆识别号抽头之前电源和ORing MOSFET的电源),注EVAL板没有安装这个保险丝。可以通过在外部添加保险丝来测试此功能。熔断器断开导致流过环形MOSFET,只有很低的电流被集成电路吸收偏倚会流动。车辆识别码针脚处的电压有效与电源断开并将开始下降慢慢来。稳压源漏电压低于20mV电平,MOSFET的栅极被拉下关闭。闸门将变低,故障指示为内部内置延迟(tFLT)。

故障2:漏源短路

在这种情况下,车辆识别号对输出短路,理论上,电压短路的MOSFET端子之间的压降将接近0V.门将被拉下,出现故障表明。漏极对电源短路的电阻乘以漏极短路电流必须足够低导致VSD<VFWD_HR(最坏情况参考数据表值),否则无法检测到此故障。

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故障3:MOSFET栅极到源极短路门电压将等于车辆识别号,门<车辆识别号+0.37V和显示故障。

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故障4:ORing FET关闭状态当VIN<VOUT时,栅极关闭以阻止反向电流流动。这意味着如果一个O型环馈不共享电流,将显示故障。如果偏压为从VOUT应用到该馈送,则还指示故障。

故障5:MOSFET栅极到漏极短路在这种情况下,下列条件将被违反<VIN+0.37V并发出故障

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故障6:ORing FET体二极管导通(车辆识别号-0.41V>VOUT)。如果MOSFET接近410mV,将显示故障。制造当然,选择o型MOSFET会考虑到这一点帐户。

应用注意事项和

组件选择

“ISL6144+ORing FET”与“ORing二极管”解决方案“ISL6144+ORing FET”解决方案比“O型圈二极管”解决方案,将简化印刷电路板以及热设计。它还可以消除加热的需要O型圈二极管的接收器。这将节省成本。在另外,ISL6144解决方案提供了灵活、可靠和可控的ORing功能和针对系统故障情况提供保护(请参阅“故障第8页上的“检测块”另一方面,最常见的故障是由二极管O型圈包括开路和短路故障。如果其中一个二极管(馈电A)无法打开,然后另一个饲料B将提供所有的电力需求。系统将继续运行而不通知此故障,将系统减少到单一故障点。更多危险故障是二极管短路故障。这个系统将继续运行,而不通知发生短路。有了这个故障,瞬变和故障在Feed B上传播到Feed A。同样,这个无声的短故障可能对技术人员造成重大安全隐患为这些饲料提供服务的人员。“ISL6144+ORing FET”与“离散ORing FET”

解决方案

如果我们将ISL6144集成解决方案与离散解决方案进行比较ORing MOSFET解决方案(具有类似性能参数),ISL6144在所有方面都获胜,主要的作为集成解决方案的简单性,PCB房地产本节平均无故障时间的节约、成本节约和降低随着电路中元件总数的减少。简而言之,这种集成电路提供的解决方案增强了电源系统性能和保护,而不添加任何相当大的成本,相反节省了PCB板提供一个易于实现的集成解决方案。

氧化还原MOSFET的选择

用氧化还原MOSFET代替氧化还原二极管的结果提高电力系统的整体效率O形圈元素减少。使用ORing的好处mosfet在更高的负载下变得更加重要电流作为功率损耗和正向电压降通过增加了传统的O型圈二极管。强大的力量这些二极管的损耗需要许多二极管以及特殊的热设计预防措施,如散热器(散热垫)和强制气流。例如,在48V、32A(1+1)冗余系统中用肖特基二极管作电流均衡器(参见图29),正向电压降为0.4V至0.7V范围(假设为0.5V)。功率损耗每个二极管如等式10所示:

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如果我们使用4.5mΩMOSFET(参考图30),则每个MOSFET的功率损耗为:169070b5-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

两个环形mosfet的总功率损耗为2.304瓦。如果均流方案失败,或DC/DC 1,全负荷由DC/DC 2供电。奥林MOSFET M2或ORing二极管D2将进行全负载电流。整个O型环设备的功率损耗为:169070b6-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

这表明最坏情况下的失败场景必须是在选择氧化还原MOSFET时考虑到了这一点。两者都有情况下,必须有多个ORing MOSFET/二极管平行于每个馈送。使用并行设备减少每个设备的功耗并限制连接温升到可接受的安全水平。另一个另一种选择是选择具有较低rDS(开)的MOSFET(参见表1和表2了解一些示例)。如果在每个馈源上使用平行mosfet,请确保使用相同的零件号。而且最好有零件从同一批货中确保并联装置。N沟道环形MOSFET的最终选择取决于

在以下方面:

额定电压:漏源击穿电压VDS必须高于最大输入电压,包括瞬变和尖峰。还有,通往源头的大门必须考虑额定电压。ISL6144最大栅极充电电压为12V。确保使用MOSFET的最大VGS额定值大于12V。

功率损耗:在这种应用中,ORing MOSFET是用作串联传递元件,通常是在高负载电流下增强。开关损耗为可以忽略不计的。主要的损耗是传导损耗取决于MOSFET rDS(ON)和每馈入负载电流。为了一个N+1冗余系统,具有完美的电流共享每馈MOSFET损耗为:

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最终的MOSFET选择必须基于系统降为N并联时的壳电流由于一个单元的永久性故障而导致的供给。这个其余机组必须提供满负荷电流。在这个每一个剩余的环形MOSFET的损耗变成方程式15:169070b8-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

在前面例子中说明的特殊情况下图29和图30中N=1时,两个O形环中的每一个馈源必须能够处理满载电流。

MOSFET的rDS(ON)值也取决于结温度;显示这种关系的曲线通常是任何MOSFET数据表的一部分。增加必须考虑rDS(开)的温度值帐户。

稳态和峰值电流处理能力还有两个必须考虑的重要参数。最大允许漏极电流的限制来自对最大允许设备的限制结温。热板设计必须能够在不超过MOSFET的允许结温。假设在D2PAK MOSFET中PLoss=1W,连接到环境热阻RθJA=+43°C/W(1英寸2铜垫面积),TJMAX=+175°C,rDS(开)=4.5mΩ,最大环境板温度=+85°C。我们需要确定MOSFET的结运行期间的温度不超过最大值允许的装置连接温度。

TJ=TA_max+PLoss•RθJA

TJ=+85°C+1W.+43°C/W=+128°C

TJ<TJMAX

在图30的例子中,负载为32A,至少3rDS(ON)=4.5mΩ的mosfet并联以限制消能至1W以下,安全连接运行温度。

表1和表2显示了一些典型的MOSFET选择不同输入电压和负载电流的应用1+1冗余电源系统(最大1W假设每个MOSFET的功耗)。

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笔记:

13.每个馈源的平行mosfet数量

14.VDSS=100V;ID=80A;rDS(开)=9mΩ

15.VDSS=100V;ID=110A;rDS(开)=9.5mΩ

16.VDSS=75V;ID=80A;rDS(开)=4.5mΩ

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笔记:

17.VDSS=30V;ID=190A;rDS(开)=3.3米Ω

18.VDSS=30V;ID=110A;rDS(开)=260万Ω

19.VDSS=30V;ID=100A;rDS(开)=3.2米Ω

20.以上列出的所有rDS(ON)值均为VGS=10V

选择ORing时的另一个重要考虑事项MOSFET是通过漏源的正向电压降。如果此电压降接近0.41V极限(即在VOUT故障监控机制中使用),这将导致永久性故障指示。通常,这个电压电压降选择小于100毫伏。设置外部HS比较器阈值电压通常,冗余电源系统中使用的DC/DC模块具有某种形式的有功均流以实现该计划的效益包括较低的运营成本温度,更低的系统故障率,以及更好的负载阶跃共享时的瞬态响应。当前共享是通过不同的技术实现的;所有这些技术将导致类似的模块在在开关频率、占空比方面的类似条件,输出电压和电流。当并联模块均流时,它们各自的输出纹波在振幅和频率以及公共总线将具有与这些单独模块的波纹相同,不会导致任何一个关闭机制都将被激活两个感应节点(车辆识别号)。这将允许设置高速比较器阈值(VTH(HS))非常低。作为起点可以使用55mV的VTH(HS),这个TH的最终值将依赖于系统,必须在系统原型阶段。如果闸门出现错误,关闭由于系统噪声,必须增加VTH(HS)。反向电流峰值可以估计为:169070bb-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

VSD是MOSFET正向压降VOS(HS)是HS比较器的电压偏移量反向电流脉冲的持续时间为几百纳秒,通常保持在很低的水平环形MOSFET的额定电流。降低VTH(HS)值会导致较低的反向电流幅值和减少瞬变总线电压。

只是提醒一下,这不是一个操作场景,但它是而是一种故障情况,不应频繁发生。作为如上所述,不同的电源有不同的噪声频谱,可能需要调整VTH(HS)。以下程序可用于VTH(HS)选择:选择VTH(HS)的值,使净HS比较器阈值电压为正,仅允许在车辆识别号(VIN)时关闭低于COMP。考虑到高速补偿偏移(VOS(HS)=+25毫伏至-40毫伏)。好的起始值为55mV。R1和R2之和不是超过50kΩ。建议选择R2=47.5公里Ω和根据公式17计算R1:169070bc-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

R1=499ΩR1电阻,连接在VOUT和COMP引脚之间连接在COMP和VSET引脚之间的R2电阻器VREF(VSET)=5.3伏

1.在均流模式下操作所有并联馈源(或通过使用当前共享技术或调整彼此非常接近的电压当前共享)。

2.将负载电流从1A变为其最大值,监视栅极电压,确保所有栅极都打开(注意,在非常轻的负载下,均流方案可能会停止工作,只有一个信号灯此时,栅极电压将略高于门的门槛,甚至可能有一个门会在其他的不是)。

3.如果在中等至最大负载电流下,所有馈电线他们的门开着,那么选择的VTH(HS)是合适的。

4.如果只有一个feed的gate打开,那么阈值也是低,电源噪音导致门关闭需要增加。而且,feed可能不是由于输出不一致而共享负载电流电压和均流故障。

5.验证均流方案和输出电压。如果每个馈电线的输出电压和电流相等但一个或多个闸门仍然关闭,增加VTH(HS)以250Ω到500Ω的增量增加R1(这将VTH(HS)增加25毫伏至50毫伏,直到所有馈源他们的脚镣打开了。

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为备份配置ISL6144冗余(轨道选择器)ISL6144在应用中可用作钢轨选择器有备份冗余。在这种情况下,备用电源电源电压(例如电池)应在使其低于原电源电压的方式。主备份另外,两个轨道之间的电压差必须是高于高速比较器阈值电压。主备份VTH(HS)

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冗余电源中的远程感知系统远程输出电压感应是今天大部分的电力供应。此功能用于补偿电源输出和负载连接点。这个遥感插脚(RS/+S)必须尽可能靠近为了补偿任何电阻性负载电源供电路径上的电压降输出到负载。许多这样的电源的输出可并联以提供冗余和故障宽容。O型圈器件(MOSFET/二极管)通常是用于提供所需的故障隔离电源侧从传播到负载侧。在这个如果不建议连接遥感器并联单元到公共总线点的引脚(负载时终端),因为这可以为故障提供另一条路径海流。遥控器插脚可以连接到O形圈装置的输入侧,以补偿任何跌落在此之前。使用ORing MOSFET(与ORing相比二极管)降低正向电压降。通过使用冗余电源下rDS(ON)N沟道环形MOSFET系统的正向电压降可以降低到超过100毫伏。这是比O型圈的另一个优势二极管溶液(有400mV到600mV的压降)拧紧时对公共母线电压进行调节。如果是远程的理智是绝对必要的,必须确保它会当一个电源输出时不会导致故障传播短路。必须查看远程感知配置必须制定at和设计预防措施,以确保冗余和容错不会受到到公共总线的远程检测连接。

PCB布局注意事项

ISL6144EVAL1Z使用4层PCB,外部为1oz层和2oz内部层,专用接地和电源飞机用于确保良好的效率和电磁兼容性。其他层堆积,厚度可能取决于特定的电力系统。电源线设计用于处理至少20A的每次进料装载。电源和接地平面由2oz制成铜和外部信号/电源层为1oz铜。所有功率记录道的回路面积最小化以减少寄生电感。

一个接地岛可以在集成电路下创建并连接单点接地以降低噪声可以从电源地注入集成电路地面。

组件选择摘要

组件选择为一个feed列出,并且适用所有其他平行馈送。R1,R2-是定义HS比较器的电阻器用于高速关机的阈值电压。总和R1+R2≅50kΩ。R1和R2是通过方程式17找到的。R3-是故障引脚上的一个上拉电阻器,如果不使用LED1。故障是可以使用的明沟与光耦、LED或直接与逻辑接口电路。该电阻器未安装在评估板上。

R4-是故障引脚LED电流限制电阻器,选择R4LED电流约为4mA。

C1-是HVREF电容器,位于车辆识别号和HVREF引脚,这个电容器是稳定HVREF(VZ)电源和150nF值足够。增大该值将导致栅极开启时间增加。

C2-是补偿电容器,位于VOUT和提供滤波和去耦的COMP管脚。A 10nF电容器适用于大多数情况。

C5,C6-是车辆识别号和输出本地去耦电容器,帮助针免疫可能导致快速门关闭的情况。

Q1-Q3-是O型MOSFET,并联数量mosfet取决于设备rDS(on),最大允许值环形场效应晶体管的损耗和结温。

U3是Intersil的ISL6144高压ORing MOSFET控制器IC。

LED1-是一个红色LED,用于指示第一次供电故障。当有VOUT和辅助5V电源时,VIN1关闭LED1是红色的。测试点和连接器列表


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