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基于TPS2301的熱插拔電路設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-08-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3.1 正常電壓輸出門限設(shè)置
正常輸出電壓門限可由VSENSEl管腳來控制,而VSENSEl管腳電壓則由跨接在輸出V01與GND間的電阻RVSENSE1_TOP和RVSENSE1_BOTTOM分壓獲得。
將該電壓與芯片內(nèi)部的參考電壓(1.225 V±2%)進(jìn)行比較,可確定實(shí)際輸出電壓是否在輸出允許范圍之內(nèi)。例如輸出電壓為12 V,允許調(diào)整范圍為±lO%,那么,輸出電壓的最低要求為10.8V,因此,可以此計(jì)算出反饋電阻RVSENSE1_TOP和RVSENSE1_BOTTOM的取值要求。
在選擇RVSENSE1_TOP和RVSENSE1_BOTTOM阻值時(shí),應(yīng)盡可能選擇阻值比較大的電阻(10 kΩ以上),這樣能有效減少不必要的損耗。當(dāng)V01小于V01min時(shí),PWRGDl的輸出將置低,直到V01輸出正常。
3.2 感應(yīng)電阻RSENSE與過流限制電阻RISET1的選擇
檢測電阻RSENSE的取值應(yīng)根據(jù)后端負(fù)載的最大工作電流來選取。假定過流電流ILMT1=11A,那么,在選擇檢測電阻時(shí),就必須選擇允許通過電流范圍大于11A的檢測電阻,并確保檢測電阻上的自身功耗不超過其額定功率。本設(shè)計(jì)選擇的檢測電阻的內(nèi)阻為0.003Ω,自身允許功耗為l W。表1提供了部分檢測電阻的規(guī)格和指標(biāo)。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/180624.htm


選定檢測電阻后,即可根據(jù)以下公式來確定過流限制電阻RISET1的大小。

3.3 MOSFET的選擇
選擇合適的MOSFET的第一步是選定VDS和ID標(biāo)準(zhǔn)。對于12 V系統(tǒng)來說,VDS應(yīng)為30 V或40V,這樣可以處理可能損壞MOSFET的瞬變。MOSFET的ID應(yīng)遠(yuǎn)大于所需的最大值,圖2所示是MOSFET的SOA圖。事實(shí)上,在大電流應(yīng)用中,最重要的指標(biāo)之一是MOSFET的導(dǎo)通電阻RDSON。較小的RDSON能確保MOSFET在正常工作時(shí)具有較小的功耗,并在滿負(fù)載條件下產(chǎn)生最少的熱量。


為防止MOSFET過熱,應(yīng)考慮MOSFET在直流負(fù)載條件下的功耗。隨著MOSFET溫度的升高,通常額定功率將會(huì)減小或降額,此外,在高溫下工作時(shí),MOSFET的使用壽命也會(huì)縮短。
本設(shè)計(jì)選擇的MOSFET型號(hào)為IRLR3103,其中VDSS為30 V;RDS(ON)為0.019 Ω;ID為46 A。這樣,根據(jù)后端負(fù)載最大電流為11A就可以計(jì)算出MOSFET上所損耗的功率:

查詢TRLR3103數(shù)據(jù)手冊可得出RTHIJ=50℃/W,由于MOSFET需要消耗約2.3W的功率,因此,最壞條件下,其溫度可能上升到高于室溫的115℃。降低這個(gè)數(shù)值的一種方法是并聯(lián)使用兩個(gè)或更多的MOSFET,這樣能有效降低RDS(0N),從而降低MOSFET的功耗。使用兩個(gè)MOSFET時(shí), 假設(shè)電流在器件間均勻匹配(允許一定的容差),那么,每個(gè)MOSFET的溫度升高最大值為29℃。
假設(shè)室溫TA為25℃,再加上這個(gè)溫度上升值,那么每個(gè)MOSFET的最大溫度為54℃。



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