我曾經(jīng)遇到過(guò)節假日有客人上門(mén)，必須跑到商店，在關(guān)門(mén)前挑選幾件物品的情況。我當時(shí)就意識到“跑”這個(gè)單詞會(huì )有多少種意思呢。我聽(tīng)說(shuō)單單作為動(dòng)詞，他就有645個(gè)意思，并且還在不斷增加！表面上看起來(lái)很簡(jiǎn)單的事情實(shí)際上會(huì )很復雜。想一想，功率MOSFET只有三個(gè)引腳（柵極、源極、漏極）。長(cháng)假過(guò)后，當回到辦公室開(kāi)始設計全新的電源管理熱插拔應用時(shí)，我想到看起來(lái)簡(jiǎn)單的功率MOSFET會(huì )有多么復雜，還有就是在為熱插拔應用和功率轉換分別選擇一款MOSFET時(shí)會(huì )有什么不同。
熱插拔電路使用一個(gè)功率MOSFET作為串聯(lián)限流器件，并且控制啟動(dòng)涌入電流和故障電流。瞬變和故障事件發(fā)生期間，MOSFET的能耗會(huì )大于穩定狀態(tài)下消耗的電能，并且會(huì )超過(guò)MOSFET的發(fā)熱限值，所以設計人員必須確保MOSFET在其安全工作區（SOA）內運行。有很多不錯的資源可以幫助設計人員選擇一款合適的MOSFET來(lái)滿(mǎn)足所有事件區域內的功率耗散要求。請閱讀“穩健耐用的熱插拔設計”來(lái)了解與MOSFET選擇相關(guān)的設計過(guò)程。
圖1：看起來(lái)簡(jiǎn)單的N通道MOSFET
德州儀器(TI)還提供針對熱插拔應用的詳細Excel表格計算器。此應用使用應用注釋中列出的方法進(jìn)行功率限制。這里有一個(gè)設計計算器的鏈接，此計算器特有TPS27420，一款支持電流監控的2.5V至18V熱插拔控制器。熱插拔和電子熔絲(e-fuse)計算器的完整列表請單擊這里。對于TPS27420，一款值得考慮的功率MOSFET協(xié)同器件是采用5mmx6mm SON封裝的全新30V CSD17570Q5B。這款MOSFET在其封裝尺寸內特有業(yè)界最低的0.56毫歐導通電阻（典型值，VGS=10V），并且專(zhuān)門(mén)針對高電流熱插拔應用進(jìn)行了優(yōu)化。
一個(gè)檢查MOSFET是否能夠耐受熱插拔應用中DC或單脈沖電流的快速方法就是查看MOSFET SOA曲線(xiàn)。這些SOA曲線(xiàn)通常假定結溫從25°C的環(huán)境溫度上升到額定最大結溫，在這個(gè)情況下為150°C。然而，散熱要求常常需要在更高的起始溫度上運行，并且圖中的數據必須根據等式1針對較低的溫度上升值進(jìn)行調整，其中SOAT代表在任意溫度T上的SOA性能，SOAJMAX代表制造商SOA曲線(xiàn)的一個(gè)特定點(diǎn)上的性能，而TJMAX和TA代表峰值和環(huán)境結溫。
等式1：SOAT=SOAJMAXx(TJMAX–T)/(TJMAX–TA)
圖2：CSD17570Q5B在25°C時(shí)的最大安全工作區
例如，SOA曲線(xiàn)顯示CSD17570Q5B在25°C，1ms脈沖，最大輸入12V的條件下能夠耐受15A（或180W）的電流。比如說(shuō)，當MOSFET工作結溫為79°C時(shí)，功率性能降為102W=180W*(150-79)/(150–25)。
較短的單音節詞看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是意思很復雜-這也一定是他們在排名前40歌曲的歌詞中被廣泛使用的原因。引腳數量低的集成電路也可以很復雜。所以，我投功率MOSFET一票。
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