LTC4282 是一款可熱插拔的控制器和電路斷路器，提供能量遙測功能和 EEPROM (圖 3)，憑借創(chuàng)新性雙電流通路特色，滿足了大電流應用的需求。該控制器通過控制外部 N 溝道 MOSFET，可平滑地給大容量電容器加電，從而避免出現(xiàn)輸入電源干擾以及電流達到破壞性水平，因此可確保電源在 2.9V 至 33V 范圍內(nèi)安全接通和斷開。LTC4282 位于通往電路板電源的入口，其準確度為 0.7% 的 12 位或 16 位 ADC 通過一個 I2C/SMBus 數(shù)字接口報告電路板電壓、電流、功率和能耗。內(nèi)部 EEPROM 為寄存器設置和故障記錄數(shù)據(jù)提供非易失性存儲，從而可在開發(fā)過程中及現(xiàn)場運行時，加速調(diào)試和故障分析。

圖 3：具功率 / 能量遙測功能和 EEPROM 的 LTC4282 電路斷路器

LTC4282 具準確度為 2% 的電流限制電路斷路器，最大限度減少了過流設計，這在大功率時更加重要。在出現(xiàn)過流情況時，LTC4282 折返電流限制，以在可調(diào)超時時間內(nèi)保持恒定 MOSFET 功耗。定時器到了定時時間后，電路斷路器斷開故障模塊和公用電源總線的連接?？臻e模塊也可以斷開與電源總線的連接以節(jié)省功率。能夠以數(shù)字方式配置的電路斷路器門限允許隨負載變化進行動態(tài)調(diào)節(jié)，方便了小電阻值檢測電阻器的選擇。所監(jiān)視電氣參數(shù)的最小值和最大值都記錄下來，當超過 8 位可調(diào)門限時，就發(fā)出警示信號。為了防止給電路板造成災難性損壞，這些 MOSFET 受到連續(xù)監(jiān)視，以發(fā)現(xiàn)異常情況，例如低柵極電壓和漏-源短路或大的壓差。

SOA 共享路徑

雖然 LTC4282 控制單個電源，可是它為負載電流提供了兩條平行的電流限制路徑。采用傳統(tǒng)單路控制器的大電流電路板使用多個并聯(lián)的 MOSFET 以降低導通電阻，但是所有這些 MOSFET 都需要具有大的安全工作區(qū) (SOA) 以安然承受過流故障，這是因為不能假設并聯(lián)的 MOSFET 在電流限制期間分擔電流。另外，MOSFET 的選擇范圍在較高的電流水平上變窄，價格走高，而且 SOA 的水平跟不上 RDS(ON) 的下降。通過把電流分離到兩條精準匹配的電流限制路徑之中，LTC4282 可確保兩組 MOSFET 即使在過載情況下也將均分電流。對于 100A 應用，每條路徑的設計電流限值為 50A，因而把 SOA 要求減低了一半，拓寬了 MOSFET 的選擇范圍，并降低了其成本。這被稱為一種 “匹配” 或 “并聯(lián)” 配置，因為兩條路徑是采用相似的 MOSFET 和檢測電阻器設計的。

此外，LTC4282 的雙電流路徑還用于使 MOSFET SOA 要求與導通電阻脫鉤。大的 SOA 對于啟動浪涌、電流限制和輸入電壓階躍等具有巨大應力的情況是很重要的。當 MOSFET 柵極完全接通時，低的導通電阻可降低正常操作期間的電壓降和功率損耗。不過，這些是存在沖突的要求，因為 MOSFET SOA 通常隨著導通電阻的改善而變差。LTC4282 允許采用一條具有一個能處理應力情況之 MOSFET 的路徑，和另一條具有低導通電阻 MOSFET 的路徑。這被稱為一種分級起動配置。一般來說，在啟動、電流限制和輸入電壓階躍期間應力處理路徑接通，而 RDS(ON) 路徑則保持關斷。RDS(ON) 路徑在正常操作過程中接通以旁路應力路徑，為負載電流提供一條低導通電阻路徑，從而減少電壓降和功率損耗。視啟動時 MOSFET 應力大小的不同，有兩種分級起動配置，即低應力 (圖 4) 和高應力。高應力分級起動配置推薦用于 50A 以下的應用電流水平，而并聯(lián)和低應力分級起動配置則推薦用于 50A 以上的應用。與單路徑設計相比，最低的 MOSFET 成本由低應力分級起動配置提供，代價是在瞬變情況下不間斷運行的能力受限，而且不能利用負載電流完成啟動。并聯(lián)和高應力分級起動配置可啟動一個負載并提供計時周期較長的故障定時器，可在持續(xù)時間較長的過載條件和輸入電壓階躍情況下不間斷地運行。

圖 4a：低應力分級起動配置可為 >50A 的應用提供最低的成本