圖 3:具功率 / 能量遙測功能和 EEPROM 的 LTC4282 電路斷路器
LTC4282 具準確度為 2% 的電流限制電路斷路器,最大限度減少了過流設計,這在大功率時更加重要。在出現過流情況時,LTC4282 折返電流限制,以在可調超時時間內保持恒定
MOSFET 功耗。定時器到了定時時間后,電路斷路器斷開故障模塊和公用電源總線的連接。空閑模塊也可以斷開與電源總線的連接以節省功率。能夠以數字方式配置的電路斷路器門限允許隨負載變化進行動態調節,方便了小電阻值檢測電阻器的選擇。所監視電氣參數的最小值和最大值都記錄下來,當超過 8 位可調門限時,就發出警示信號。為了防止給電路板造成災難性損壞,這些 MOSFET 受到連續監視,以發現異常情況,例如低柵極電壓和漏-源短路或大的壓差。
SOA 共享路徑
雖然 LTC4282 控制單個電源,可是它為負載電流提供了兩條平行的電流限制路徑。采用傳統單路控制器的大電流電路板使用多個并聯的 MOSFET 以降低導通電阻,但是所有這些 MOSFET 都需要具有大的安全工作區 (SOA) 以安然承受過流故障,這是因為不能假設并聯的 MOSFET 在電流限制期間分擔電流。
另外,MOSFET 的選擇范圍在較高的電流水平上變窄,價格走高,而且 SOA 的水平跟不上 RDS(ON) 的下降。通過把電流分離到兩條精準匹配的電流限制路徑之中,LTC4282 可確保兩組 MOSFET 即使在過載情況下也將均分電流。對于 100A 應用,每條路徑的設計電流限值為 50A,因而把 SOA 要求減低了一半,拓寬了 MOSFET 的選擇范圍,并降低了其成本。這被稱為一種 “匹配” 或 “并聯” 配置,因為兩條路徑是采用相似的 MOSFET 和檢測電阻器設計的。
此外,LTC4282 的雙電流路徑還用于使 MOSFET SOA 要求與導通電阻脫鉤。大的 SOA 對于啟動浪涌、電流限制和輸入電壓階躍等具有巨大應力的情況是很重要的。當 MOSFET 柵極完全接通時,低的導通電阻可降低正常操作期間的電壓降和功率損耗。不過,這些是存在沖突的要求,因為 MOSFET SOA 通常隨著導通電阻的改善而變差。LTC4282 允許采用一條具有一個能處理應力情況之 MOSFET 的路徑,和另一條具有低導通電阻 MOSFET 的路徑。這被稱為一種分級起動配置。
一般來說,在啟動、電流限制和輸入電壓階躍期間應力處理路徑接通,而 RDS(ON) 路徑則保持關斷。RDS(ON) 路徑在正常操作過程中接通以旁路應力路徑,為負載電流提供一條低導通電阻路徑,從而減少電壓降和功率損耗。視啟動時 MOSFET 應力大小的不同,有兩種分級起動配置,即低應力 (圖 4) 和高應力。
