適用于熱插拔應(yīng)用的具有導(dǎo)通電阻的高效 MOSFET

熱插拔是指將電子設(shè)備插入帶電電源；這可能會(huì)損壞相關(guān)電子設(shè)備。電容性負(fù)載可能會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會(huì)引起電壓尖峰，從而進(jìn)一步損壞電子設(shè)備。

熱插拔是指將電子設(shè)備插入帶電電源；這可能會(huì)損壞相關(guān)電子設(shè)備。電容性負(fù)載可能會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會(huì)引起電壓尖峰，從而進(jìn)一步損壞電子設(shè)備。
簡介
熱插拔是指將電子設(shè)備插入帶電電源；這可能會(huì)損壞相關(guān)電子設(shè)備。電容性負(fù)載可能會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會(huì)引起電壓尖峰，從而進(jìn)一步損壞電子設(shè)備。
熱插拔電路用于通過偏置傳輸晶體管的柵極來限制浪涌電流，從而允許電子設(shè)備以受控方式插入帶電電源。強(qiáng)大的熱插拔設(shè)計(jì)將控制浪涌電流和 dv/dt，從而維持 MOSFET 的安全工作條件。
德州儀器 (TI) 提供多種熱插拔控制器，使熱插拔應(yīng)用的設(shè)計(jì)變得簡單。該控制器限制流過 MOSFET 的電流、功耗，并且可以限制 dv/dt。LM5066I 就是一個(gè)例子。LM5066I 的應(yīng)用原理圖如下所示。

通過傳輸晶體管的電流由 RSNS 設(shè)置。應(yīng)注意將開爾文連接到 RSNS 以獲得準(zhǔn)確的電壓讀數(shù)。 MOSFET 功耗由 RPWR 設(shè)置。電流由一個(gè)受監(jiān)控的電阻器設(shè)置?？梢允褂?CTIMER 設(shè)置故障計(jì)時(shí)器來限制時(shí)間量。dv/dt 控制可通過可選的 RCDQ 電路進(jìn)行設(shè)置。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在計(jì)算電流、功耗、故障定時(shí)器和 dv/dt 時(shí)，應(yīng)參考 MOSFET 數(shù)據(jù)表中的安全工作區(qū)域曲線。下面以 CSD17570Q5B（一款針對(duì)熱插拔應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化的 TI MOSFET）的安全工作區(qū)域曲線為例。

選擇 MOSFET 的關(guān)鍵參數(shù)
選擇熱插拔應(yīng)用的晶體管是設(shè)計(jì)可靠電路的關(guān)鍵步驟。在熱插拔設(shè)計(jì)中使用低 RDS(on) MOSFET 可降低 MOSFET 完全導(dǎo)通時(shí)的功耗和壓降。低 RDS(on) 在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間相關(guān)，但在從完全關(guān)閉到完全開啟的過渡期間無關(guān)，此時(shí) MOSFET 在線性區(qū)域運(yùn)行。在線性區(qū)運(yùn)行應(yīng)參考運(yùn)行曲線的安全區(qū)。良好的熱界面和足夠的散熱非常重要，因?yàn)?MOSFET 在線性區(qū)域工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生耗散。應(yīng)使用針對(duì)熱插拔應(yīng)用優(yōu)化的 MOSFET。
適用于熱插拔應(yīng)用的 Texas Instruments 功率 MOSFET
Texas Instruments 的 NexFET? 功率 MOSFET 系列針對(duì)熱插拔應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。CSD17570Q5B 是 TI 的一款功率 30V MOSFET，針對(duì)熱插拔設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。它的 RDS(on)=0.53mohm，VGS=10V。在 25°C 下，將其放置在 1 平方英寸的銅上時(shí)，可耗散 3.2W 的功率。它采用 SON 封裝，尺寸為 5 毫米 x 6 毫米。