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用于高速數字通信系統的熱插拔電路設計的元件選擇方法

作者: 時間:2012-09-11 來源:網絡 收藏

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/153945.htm

電路板將插入-48V背板中,所以要一個1.2V輸出和60A峰值負載或72W轉換器。和大多數電源制造商一樣,建議在電源的Vin(+)引腳和Vin(-)引腳之間加一個220μF電容器,輸入線電壓可以在-75V至-35V之間,制造商指定在60A負載時最大輸入電流為2.8A。另外你也可以自己計算該電流,最大輸入電流出現于負載功率最大且輸入電壓最小時,即


Input max=Pout max/(Vin min×η)

=72W/(36V×0.72)=2.8A

其中η是該線路和負載條件下的最差效率。

MOSFET

根據要滿足的技術規范,ETSI ETS300 132-2(100V瞬時電壓持續100ms)或Bell Core Gr-513-CORE電信規范均可保證抵抗持續10ms -75V、持續10μs -100V和持續1μs -200V電涌。如果規范是承受100ms 100V電壓,則需一個100V MOSFET,我們希望熱插拔MOSFET上的電壓降最小,同時使功率損失也最小。非故障條件下MOSFET的最大功率損失為:


P=Imax2×Rds(on)


如果考慮使用D2Pak封裝的NTB52N10,其額定值為100V BVDSS,則在Vgs=10V時最大Rds(on)為30mΩ。最大Pwr(on)損失


P=Ipk2×Rds(on)max=2.82×0.03=0.24W

短路時的安全性

負載短路時,全部Vin都加在MOSFET上。這是最糟糕的情況,電流只受MOSFET Rds(on)和熔斷絲電阻的限制。從控制器的技術規范出發,假定你正使用一個具有3μs傳播延時的控制器,響應故障并下拉MOSFET基準以維持模擬電流限制,則最壞情況下的電流為:


Ifaultworstcase=Vinmax/(Rds(on)+Rfuse)=75V/(0.030+0.035)=1,154A

當然,隨著MOSFET溫度上升,其Rds(on)也將上升,最后從MOSFET曲線的線性區移到飽和區,MOSFET將自行限制到180A左右,短路時的功率為:

Pwrshortcircuit=Vinmax×Imax=75V×180A=13,500W

現在市場上有很多熱插拔控制器出售,請密切注意所的電流驅動控制器的速度和驅動能力。Rsense電路斷路器限制電壓設為可接受的電大輸入電流,同時必須檢查短路情況下MOSFET的最差結溫,它必須低于最大額定操作結溫以確保設計安全可靠。

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