圖 3:具功率 / 能量遙測功能和 EEPROM 的 LTC4282 電路斷路器
LTC4282 具準(zhǔn)確度為 2% 的電流限制電路斷路器,最大限度減少了過流設(shè)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(fù)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(dāng)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(zāi)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(fù)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(dǎo)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(shè)并聯(lián)的 MOSFET 在電流限制期間分擔(dān)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(zhǔn)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(yīng)用,每條路徑的設(shè)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(shè)計的。
此外,LTC4282 的雙電流路徑還用于使 MOSFET SOA 要求與導(dǎo)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(yīng)力的情況是很重要的。當(dāng) MOSFET 柵極完全接通時,低的導(dǎo)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(dǎo)通電阻的改善而變差。LTC4282 允許采用一條具有一個能處理應(yīng)力情況之 MOSFET 的路徑,和另一條具有低導(dǎo)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(yīng)力處理路徑接通,而 RDS(ON) 路徑則保持關(guān)斷。RDS(ON) 路徑在正常操作過程中接通以旁路應(yīng)力路徑,為負(fù)載電流提供一條低導(dǎo)通電阻路徑,從而減少電壓降和功率損耗。視啟動時 MOSFET 應(yīng)力大小的不同,有兩種分級起動配置,即低應(yīng)力 (圖 4) 和高應(yīng)力。