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EO POWER - MAGGIO 2022 XXIX ELECTRONIC FUSES 220µF, con tensioni di 48 V e 60V, come illustrato infigura 2. La tensione di 60 V viene considerata come il limite superiore dell’intervallo operativo dell’alimentazione a 48 V. 220 µF rappresenta la massima capacità di carico che è possibile applicare in sicurezza mediante questo circuito da 10 A, supponendo che durante lo startup non ci siano ulteriori correnti di carico. Se il condensatore da 220 µF viene caricato a 60 V alla corrente limite di 12,5 A, la durata dello spunto è 220 µF × 60 V/12,5 A = 1,06 ms. Il grafico dell’area di funzionamento sicuro (SOA) del MOSFET dell’LTC4381, come illustrato nella figura 3, mostra che può sopportare 12,5 A e 30 V per 1 ms. Si considera una tensione di 30 V poiché rappresenta il valore medio del differenziale di tensione ingresso- uscita, che inizia a 60 V e scende fino a 0 V. Dato che sul pin GATE non esiste un condensatore per diminuire la velocità di rampa, l’uscita si carica in2ms e lo spunto di corrente raggiunge un picco di 17 A – superando la soglia di corrente limite – prima di essere riportato sotto controllo (Fig. 2). L’LTC4381 ha una soglia sul voltage sense del limite di corrente di 50 mV, che equivale a 12,5 A con un resistore di sense da 4 mΩ quando la tensione sul pin OUT è maggiore di 3 V, ma aumenta a 62 mV o 15,5 A quando sul pin OUT pin la tensione è inferiore a 1,5 V, come illustrato in figura 4. Questo grafico indica anche che l’uscita si può bloccare a 2 V (e il TMR andare in time out) se, durante lo startup, la corrente dell’elettronica di carico fa scendere la tensione ai capi del resistore di sense di oltre 20 mV (5 A per 4 mΩ). Le forme d’onda in figura 2 mostrano che a causa della mancanza del condensatore sul gate da 47 nF, richiesto per la stabilità del loop, la corrente di spunto oscilla invece di essere regolata; difatti si interrompe per circa 0,5 ms durante lo spunto a 60 V. Nell’LTC4381, la corrente di pull-up di TMR è proporzionale alla dissipazione di potenza del MOSFET interno. Pertanto, durante lo spunto di startup, TMR sale anche se la corrente si trova al di sotto della soglia limite. Il condensatore di gate è stato omesso di proposito per permettere l’impiego di un condensatore di valore basso su TMR, che consenta ancora di avviare il sistema con successo con il condensatore di carico da 220 µF. Un condensatore TMR di bassa capacità protegge il MOSFET durante un guasto per cortocircuito, come verrà mostrato nella prossima sezione. Durante lo startup a 60 V, la capacità più piccola per il condensatore TMR, in grado di far salire la tensione TMR fino a circa 0,7 V, è di 68 nF. Per esempio, la scelta di un condensatore da 47 nF permette al TMR di raggiungere 1,15 V durante uno startup a 60 V, un valore molto vicino alla soglia di gate-off di 1,215 V. Per fornire un margine adeguato rispetto a questa soglia di intervento e tenendo conto di queste tolleranze: ±50% per la corrente di pull- up di TMR (specifica I TMR ( UP ) sul data sheet dell’LTC4381), ±10% per il condensatore TMR e ±3% per la soglia di intervento TMR da 1,215 V (specifica V TMR ( F) ), viene scelta una tensione target TMR di 0,7 V di picco. La Tabella 1 elenca i valori dei condensatori TMR raccomandati per le massime capacità di carico, per limitare la salita della tensione TMR intorno a 0,7 V durante uno startup a 60 V. Comportamento con cortocircuito in uscita Lo scopo principale del circuito di figura 1 è proteggere l’alimentatore a monte da guasti da sovracorrente, come sovraccarichi e cortocircuiti, che si possono verificare sull’elettronica di carico durante la fase di startup o durante il funzionamento normale. La figura 5 mostra come l’LTC4381 attivi il proprio MOSFET in presenza di un cortocircuito in uscita. La tensione di gate (curva blu) sale. Quando supera il valore di soglia di 3 V, il MOSFET entra in conduzione e la corrente (curva verde) inizia scorrere. A causa del cortocircuito in uscita e della mancanza del condensatore di gate, la corrente del MOSFET sale velocemente, superando la soglia limite di 15,5 A con uscita a 0 V, raggiungendo il picco di 21 A prima che l’LTC4381 reagisca portando basso il gate del MOSFET e interrompendo il flusso di corrente. L’escursione di corrente oltre i 15,5 A dura meno di 50 µs. A causa del breve periodo di dissipazione di potenza del MOSFET, la tensione TMR (curva in rosso) sale di circa 200 mV. Dato che il TMR si trova decisamente al di sotto della soglia di gate-off di 1,215 V, il gate si attiva nuovamente, portando un ulteriore picco di corrente. Con ciascuno di questi picchi, la tensione TMR si avvicina progressivamente a 1,215 V. Dopo alcuni picchi di corrente di questo tipo, la tensione TMR raggiunge la soglia d’intervento di 1,215 V e il MOSFET viene tenuto spento. A questo punto il TMR inizia un ciclo di raffreddamento, e fino al suo completamento l’LTC4381-4 non permette al MOSFET di entrare nuovamente in conduzione. Per un condensatore TMR da 68 nF, la durata del ciclo di cool-down è di 33,3 × 0,068 = 2,3 s, come si evince dall’Equazione 8 sul data sheet dell’LTC4381 . ±50% per la corrente di pull-up di TMR (specifica I TMR(UP) condensatore TMR e ±3% per la soglia di intervento TMR d tensione target TMR di 0,7 V i picco. L Tabella 1 elenca i valor d i ondensatori TMR raccomandat la salita dell tensione TMR intorno a 0,7 V durante uno start Tabella 1. C TMR raccomandati per C LOAD(MAX) . C mportamento con ortocircuito in uscita Lo scopo p incipale del circuito di figura 1 è pr teggere l'alim come sovraccarichi e cortocircuiti, che si possono verificare sul o durante il funzionamento normale. La figura 5 mostra come di un cortocircuito in uscita. La tensione di gate (curva blu) s MOSFET entra in conduzione e la corrente (curva verde) inizi della mancanza del condensatore di ate, la corrente del M limite di 15,5 A c uscita a 0 V, raggiungendo il picco di 21 A il gate del MOSFET e interrompendo il flusso di corrente. L'es di 50 µs. A causa del breve periodo di dissipazione di potenza sale di circa 200 mV. Dato che il TMR si trova decisamente al d si attiva nuovamente, portando un ulteriore picco di corrente. si avvicina progressivamente a 1,215 V. Dopo alcuni picchi di corrente di questo tipo, la tensione TMR MOSFET viene tenuto spento. A questo punto il TMR inizi completamento l’LTC4381-4 non permette al MOSFET di condensatore TMR da 68 nF, la durata del ciclo di cool-do dall’Equazion 8 sul data sheet dell’LTC4381. Dal momento che l'LTC4381-4 ritenta automaticamente lo st e di cicli di raffreddamento si ripeterà indefinitamente fino sequenza si ripete anche se il cortocircuito d'uscita avviene dur la tensione in uscita è già presente. Si noti che una simulazi figura 5, a meno che non sia stata aggiunta un'induttanza da Il MOSFET di po nza interno dell’LTC4381 fornisce un circ interruttore e ettronico per sistemi fino a 48 V, 10 A. Il tempo di potenza viene del tutto eliminato. La curv a SO A del MO produzione ed è g arantita per ciascun dispositivo: una garanz Questo aiuta a realizzare una soluzione robusta, destinata a server e degli apparati di rete. A causa dell'assenza del condensatore GATE per la stabilizza questo articolo ha alcuni comportamenti unici da tenere in c C LOAD(MAX) C TMR 12 µF 10 nF 47 µF 22 nF 90 µF 33 nF 140 µF 47 nF 220 µF 68 nF