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降低熱插拔控制電路的電路電流

作者: 時(shí)間:2012-03-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
初的短路電流,但PNP型達(dá)林頓管下拉會(huì)迅速終止電流信號波形。這種配置下的短路電流信號波形如圖7所示,峰值電流仍為2400mV或400A,但快速比較器在370ns觸發(fā)后,電流可在50ns內(nèi)阻斷。還應(yīng)注意,短路電流信號波形是非常陡峭的,表明機(jī)械短路非常可靠。

降低熱插拔控制電路的電路電流
圖7. 快速下拉電路的短路電流波形

當(dāng)電路電容給輸入電容充電時(shí)電源電流發(fā)生反向,并導(dǎo)致+12V輸入端出現(xiàn)一個(gè)小幅正向過沖。

圖3的快速短路峰值電流限制電路在限制峰值電流以及短路電流持續(xù)時(shí)間方面均有效。如圖8所示,RS (6mΩ)兩端的電壓峰值為600mV,對應(yīng)100A峰值電流。短路電流阻斷極其迅速,電流脈沖在200ns內(nèi)完全終止。

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圖8. 改進(jìn)后控制器電路的短路電流脈沖

利用該技術(shù)可將背板電源干擾降至最低,如圖9所示,會(huì)在測試方法一節(jié)中提到的+12V電源上產(chǎn)生小于±500mV的峰值電壓干擾。

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圖9. 圖3電路發(fā)生短路時(shí)引起的背板干擾

再次看到陡峭的電流波前,表明這是一個(gè)質(zhì)量非常高的短路狀態(tài)。遺憾的是,很難復(fù)現(xiàn)這樣的陡峭電流波形。

那么發(fā)生了什么?

PNP-NPN檢測/下拉電路終止短路電流(然后解除控制)如此迅速,以至于MAX4272快速比較器沒有足夠的時(shí)間觸發(fā)(響應(yīng)時(shí)間 = 350ns)。圖10顯示了500μs時(shí)段的VGS信號波形(短路開始后450μs)。由于100μA的柵極充電電流仍然存在,已經(jīng)被放電的柵極電壓又開始上升。大約130μs后,柵極電壓被充分充電(3V),VOUT升至大約1V,這時(shí)短路電流再次開始流動(dòng)。重新充電的過程很慢,足以使快速比較器在電流為33A時(shí)觸發(fā)(200mV/6mΩ),IC將執(zhí)行關(guān)斷和閉鎖操作。

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圖10. 短路情況下 VGS的時(shí)間壓縮視圖

結(jié)論

當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí),本文討論的兩種電路都可以通過限制功耗來保護(hù)背板電源。圖2所示的簡單電路能夠?qū)⒍搪冯娏鞒掷m(xù)時(shí)間縮短到500ns以內(nèi);圖3電路稍微復(fù)雜些,但可將短路電流限制在100A以內(nèi),并且短路電流脈寬小于200ns。

以上任何一種技術(shù)都適用于大多數(shù)。

取決于電源內(nèi)阻、短路阻抗以及短路故障本身的特性和故障發(fā)生時(shí)間,個(gè)別測試結(jié)果會(huì)存在一定差異。

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