MAX15090/MAX1590B為熱插拔控制器，設計用于12V總線，具有獨特的電流折返功能，確保內部FET在驅動大容性負載時工作在安全工作區（SOA）。本應用筆記概述了在驅動阻性負載時以較低電壓操作這些器件的簡單方法。

介紹

熱插拔控制器必須同時應對穩態和啟動條件。在穩態操作中，用作受控開關元件的MOSFET必須設計為在內部FET的最大電流負載以上工作，并將結溫保持在額定最大結溫以下。

穩態功耗基本上是負載電流與R的平方乘積DS（ON）.

在設計具有集成FET的熱插拔IC時，必須考慮啟動等動態要求。在驅動用作下游負載點（POL）儲能器的容性負載時，這是一個重要的考慮因素。MAX15090/MAX15090B采用監測V的技術在- 五外差異并使用當前的折返技術來限制啟動期間的電流，這將更詳細地討論。

MAX15090/MAX15090B

MAX15090/MAX15090B IC是集成方案，適用于需要從帶電背板上安全插入和拔出電路線卡的熱插拔應用。

這些器件在單個封裝中集成了熱插拔控制器、6mΩ 功率 MOSFET 和電子斷路器保護功能。這些器件在啟動期間實施折返電流限制，以控制浪涌電流降低di/dt，并保持MOSFET在安全工作區（SOA）條件下工作。當負載為高容性時，此功能在12V時非常重要。圖 1 概述了設備啟動期間的折返功能。

圖1.變速/雙電平響應。這應該讀取啟動浪涌電流折返特性。

如圖1所示，該器件根據VIN - VOUT 限制負載的電流量差異。當VIN - VOUT差值為2V以下，電流限制為RCB/3333.3 × 0.5。如果VOUT升至 0.9 × VIN在在內部 50mS 定時器超時之前，電流限值恢復回 RCB/3333.3.為了將此器件用于具有阻性負載的低壓應用，折返功能可能會阻止器件實際啟動。例如，對于負載為1.5Ω的3.3V應用，負載電流應為3.3V/1.5或2.2A。在此示例中，使用 RCB= 10kΩ，正常限流為3A，折返電流為1.5A。要在內部50mS定時器到期前退出啟動階段，輸出電壓必須大于輸入的90%才能返回到R的正常電流限值CB/3333.3.由于 1.5A × 1.5Ω = 2.25V，該器件不會啟動，并且永遠不會將電流限值增加到 RCB/3333.3，并將閉鎖（MAX15090）或重試（MAX15090B）。

對于低壓操作，不需要電流折返功能，可以通過在CB引腳上強制電壓來禁用。這可以使用CB引腳上的電阻分壓器來完成。在查看圖2并檢查R的限流方程時CB/3333.3，CB電壓設置應為12μA × RCB.在本例中，為了將電流限值設置為3A，將使用一個10kΩ電阻。在正常限流模式下，CB引腳上的電壓為10kΩ×12μA或0.120V。

圖2.通過禁用當前折返功能來設置固定電流限制。

為了將CB引腳上的電壓設置誤差降至最低，可以考慮12μA電流。對于 3A 電流限制，理想情況下，CB 引腳必須為 0.120V。因此，流經R2的電流必須為0.120V/R2。如果R2等于1000Ω，則IR2等于 120μA。因此，來自R1的電流必須為120μA - 12μA或108μA。因此，R1必須為3.3V - 0.120/108μA或29444。根據標準的1%電阻圖，最接近的值是29400，其標稱誤差僅為160μV。較大的誤差來自輸入電源電壓的容差。必須考慮電阻分壓器的容差。由于分壓比為29：1，3.3V電源上的任何電壓紋波都將被分壓，不應影響限流門限。

局限性

由于啟動當前折返功能被禁用，因此設計人員在使用此方法時必須考慮一些預防措施。本應用筆記適用于低壓應用，需要權衡確保MAX15090/MAX15090B保持在SOA范圍內。在正常工作時（一旦滿足UVLO、UV和OV閾值），電流折返電路就會激活并如圖1所示工作。當器件啟動并增強內部FET時，啟動一個50mS定時器。如果電壓輸出大于電壓輸入的90%，并且柵極電壓至少為V外+ 3V，電流限制變為R定義的正常電流限制CB/3333.3.這一系列事件確保當輸出連接到高容性負載時，MAX15090/MAX1509B的內部FET工作在SOA區域。通過禁用此功能，電流限制設置現在由VIN × ILIM = 13.5W，其中I林是由施加到CB引腳的電壓設置的電流限制。圖3是禁用MAX15090/MAX15090B折返功能時的限流限值的圖形表示。

圖3.禁用折返功能時的安全操作區域。

兩電平限流方案

驅動阻性負載的另一種方法是使用PG信號在兩個RCB限流電阻之間切換。如圖4所示，增加了RCB2小信號FET 2N7002 （Q1）提供了一種簡單的方法來增加啟動時的折返電流限值，但不會消除SOA保護。在啟動階段，PG信號（見圖5）為低電平有效，這反過來又使Q1關斷，R保持R。CB1在啟動階段設置電流限制。當電壓輸出大于電壓輸入的90%時，PG信號被拉高至3.3V，Q1導通，這讓RCB2與 R 并行CB1.因此，在啟動階段，RCB1設置折返電流限制，啟動成功后，通過R的并聯組合設置正常電流限制CB1和 RCB2.

回到圖1，因為最大折返電流為RCB/3333.3 × 0.5， RCB1可設置為 2 × RCB/3333.3 增加電流限制，以便在阻性負載下啟動。例如，如果正常電流限制為 3A，則設置 RCB1和 RCB2至 20kΩ 允許啟動期間的最大折返電流限值為 20k/3333.3 = 6A，20k||成功啟動后所需的電流限制為 20k/3333.3 = 3A。該技術還用于其他具有內部FET的Maxim集成熱插拔IC。應用筆記 48721概述使用MAX5976時的這種技術。

圖4.雙電平限流控制。

圖5.具有雙電平控制的限流區。

結論

本應用筆記概述了MAX15090/MAX1509B驅動阻性負載時可以使用的兩種技術。另一種未討論的技術是簡單地使用PG對下游POL和其他具有使能引腳的負載進行排序。這樣可以安全地為輸出電容器充電并提升輸出電壓，同時最大限度地降低浪涌電流。

審核編輯：郭婷