| 圖2dV/dt 熱交換控制器TP2330的同等電路 |
(2)
通過調(diào)整 Cg 電容值,就可以實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的電壓上升速度的控制。
突入電流是加電期間的電流,這是一個常量。如果沒有其他負(fù)載(如電阻負(fù)載或電流負(fù)載),除了輸出端的負(fù)載電容之外,加電突入電流的大小是由負(fù)載電容和門極電容之比率決定。如下所示:
(3)
為了降低上行電源的瞬變峰值并保護(hù)通道晶體管,通常會設(shè)置電流限制 (ILMT) 來約束最大操作負(fù)載電流和突入電流。當(dāng)負(fù)載電容就門極電容而言相當(dāng)大時,根據(jù)方程式 (3) 計算的突入電流將大于 ILMT,因此突入電流可由以下方程式得出。
(4)
| 圖3dV/dt熱交換控制器突入電流(Co=220uF.1220uF) |
但是,在MOSFET門極和基極之間放置外部電容可降低電壓線性上升速度并降低突入電流。
SS為了避免晶體管在嚴(yán)重故障條件(如輸出完全短路 (hard-short))下?lián)p壞,通常會將一些保護(hù)電路集成于dV/dt熱交換控制器。常用的一種技術(shù)是超時電路和斷路器,如果故障持續(xù)時間超過了計時器設(shè)置的時段,那么開關(guān)就會關(guān)閉。我們也常利用電壓控制電流返回來降低完全短路 (hard-short) 條件下的電流限制。就48V電信熱交換系統(tǒng)而言,圖4顯示了使用德州儀器的TPS2490的一種典型dV/dt解決方案。雖然TPS2490是一個功率限制、電流上升型熱交換控制器,但如果如圖4所示進(jìn)行配置的話,其可作為 dV/dt控制器。
dI/dt熱交換控制
| 圖 4 以dV/dt控制器進(jìn)行+48電信交換 | 圖 5 dI/dt熱交換控制器的簡化等效電路 |
圖 5 顯示了電流線性上升型控制器的簡化等效電路。通常以低值電阻感應(yīng)負(fù)載電流,并將其與參照電流 IREF 加以比較,該參照電流是線性上升的。參照電流線性上升的速度控制著
| 圖6以dV/dt控制器TPS2390的等效電路 | 圖7dI/dt控制器的-48V電信熱交換 | 圖8dV/dt熱交換控制器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 |

| 圖8dV/dt熱交換控制器實(shí)驗(yàn)結(jié)果 | 圖9 電源限制熱交換控制器IC簡化等效電路 |

負(fù)載電流的 dI/dt值。鉗定電壓常量(IREF 中平坦的部分)在斜線上升后限制負(fù)載的最大電流。
為了對 dI/dt速度進(jìn)行編程,常使用類似德州儀器推出的 TPS2390 中的電路(如圖 6 所示) 生成電流線性參照源并設(shè)置最大負(fù)載電流限制。通過調(diào)整電容 CRAMP,我們可以實(shí)現(xiàn)對突入或負(fù)載電流的 dI/dt 速度的可編程控制。
圖 7 給出了 -48V 熱交換應(yīng)用示意圖,使用 TPS2390 作為實(shí)例。通過調(diào)整 CIRAMP,可控制突入電流的 dI/dt 速度。
圖 8 顯示了在使用了兩個不同 dI/dt 斜線速度時,基于 TPS2390 熱交換控制器的電流斜線加電事件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在兩個例子中,輸出電流開始都是緩慢上升的,這也是許多網(wǎng)絡(luò)熱交換應(yīng)用所希望的。
限制功率的熱交換控制
如果功率MOSFET管在其安全操作范圍(SOA,包括對電流、電壓和功率限制)之外運(yùn)作的話,它可能會損毀。dV/dt和dI/dt控制不包括對
FET的功耗的控制,因此如果熱交換系統(tǒng)中的保護(hù)電路設(shè)計不佳的話,通道FET就可能被毀壞。為了保證不超過FET的安全操作范圍,我們可以使用類似德州儀器推出的TPS2490這樣的功率限制熱交換控制器。該熱交換控制器包括可以獨(dú)立調(diào)整的電流和功率限制電路系統(tǒng)。該控制器可就外部通道晶體管的功耗限制加以編程,從而始終保證在SOA的限制范圍內(nèi)工作。
圖9顯示了功率限制型熱交換控制器的簡化原理電路。
本示意圖中顯示的電流參照IREF與MOSFET上的電壓下降Vds成反比。因此,當(dāng)設(shè)置功率限制PLMT時,初始開啟電流在輸出電壓低時較小,并隨著輸出電壓的升高而變大。
相比較于前面的dV/dt或dI/dt控制而言,功率限制控
圖10給出了使用TPS2490功率限制熱交換控制器的應(yīng)用示意圖。
該圖與圖4非常相似,不過沒有額外的門極電容,并在PROG引腳上使用分壓器來設(shè)置MOSFET的功率限制。
圖11給出了基于功率限制配置的試驗(yàn)結(jié)果。
不同熱交換控制的比較
熱交換控制器的主要功能在于加電過程





