BESCHREIBUNG

Der LTC4211 ist ein Hot-Swap-Controller, der das sichere Einsetzen und Entfernen einer Platine aus einer stromführenden Backplane ermöglicht. Ein interner High-Side-Schalttreiber steuert das Gate eines externen n-Kanal-MOSFETs für Versorgungsspannungen von 2,5V bis 16,5V. Der LTC4211 bietet einen Soft-Start und eine Einschaltstrombegrenzung während der Anlaufphase, deren Dauer programmierbar ist.

Zwei On-Chip-Strombegrenzungskomparatoren bieten Überstromschutz auf zwei Ebenen. Der langsame Komparator löst bei VCC - 50mV aus und wird in 20µs aktiviert (oder wird durch einen externen Filterkondensator programmiert, nur MS). Der schnelle Komparator löst bei VCC - 150mV aus und reagiert normalerweise innerhalb von 300ns.

Der FB-Pin überwacht die Ausgangsversorgungsspannung und signalisiert den RESET-Ausgangspin. Das Signal des ON-Pins schaltet den Chip ein und aus und kann auch für die Reset-Funktion verwendet werden. Das MS-Gehäuse verfügt über FAULT- und FILTER-Pins, die zusätzliche Funktionen wie Fehleranzeige, Autotry- oder Latch-Off-Modus, programmierbare Strombegrenzungsreaktionszeit und programmierbaren Überspannungsschutz unter Verwendung einer externen Zener-Diodenklemme bieten.

 

FEATURES

Ermöglicht das sichere Einsetzen und Entfernen von Platinen aus einer spannungsführenden Backplane

Steuert Versorgungsspannungen von 2,5V bis 16,5V

Programmierbarer Soft-Start mit Einschaltstrombegrenzung, kein externer Gate-Kondensator erforderlich

Schnellere Abschaltzeit, da kein externer Gate-Kondensator erforderlich ist

Zweistufiger Überstromzeitschutz

Programmierbare Reaktionszeit für Überstromschutz (MS)

Programmierbarer Überspannungsschutz (MS)

Automatischer Wiederholungsversuch oder Latched Mode Betrieb (MS)

High Side Drive für einen externen n-Kanal-FET

Benutzerprogrammierbare Versorgungsspannung Power-Up Rate

FB Pin Überwacht VOUT und signalisiert RESET

Glitch-Filter schützt vor unerwünschten RESET-Signa

 

ANWENDUNGEN

Elektronischer Stromkreisunterbrecher

Einsetzen und Entfernen von Hotboards (entweder auf der Backplane oder auf einer herausnehmbaren Karte)

Industrieller High Side Schalter/Leistungsschalter

 

OPERATION

EINFÜGEN DES HEISSEN STROMKREISES

Wenn Leiterplatten in stromführende Backplanes eingesetzt oder aus diesen entfernt werden, können die Bypass-Kondensatoren beim Aufladen enorme transiente Ströme aus dem Backplane-Power-Bus ziehen. Diese transienten Ströme können zu dauerhaften Schäden an den Steckerstiften führen und Störungen in der Systemversorgung verursachen, die einen Reset anderer Platinen im System auslösen.

Der LTC4211 wurde entwickelt, um die Versorgungsspannungen einer Leiterplatte kontrolliert ein- und auszuschalten, so dass die Leiterplatte sicher in eine stromführende Backplane eingesetzt oder aus dieser entfernt werden kann. Der Baustein verfügt über ein System-Reset-Signal, das anzeigt, wenn die Versorgungsspannung der Leiterplatte unter einen vorgegebenen Wert fällt, sowie über eine Doppelfunktion zur Fehlerüberwachung.

AUSGANGSSPANNUNG ÜBERWACHEN

Der LTC4211 verwendet eine 1,236V-Bandgap-Referenz, einen Präzisionsspannungskomparator und einen externen Widerstandsteiler zur Überwachung der Ausgangsspannung, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Die Funktionsweise des Versorgungsmonitors im normalen Modus ist in Abbildung 2 dargestellt. Wenn die Spannung am FB-Pin unter den Reset-Schwellenwert (1,236V) fällt, geht der Ausgang des Komparators COMP2 auf High und nach einer Glitch-Filter-Verzögerung wird RESET auf Low gezogen (Zeitpunkt 1). Wenn die Spannung am FB-Pin über den Reset-Schwellenwert (1,239V) ansteigt, geht der Ausgang von COMP2 auf Low und ein Zeitzyklus beginnt (Zeitpunkt 4). Nach einem vollständigen Timing-Zyklus wird RESET durch den externen Pull-Up-Widerstand auf High gezogen. Wenn der FB-Pin für weniger als einen Timing-Zyklus über den Reset-Schwellenwert ansteigt, bleibt der RESET-Ausgang niedrig (Zeitpunkte 2 bis 3).

 

UNTERSPANNUNGSABSCHALTUNG

Die Power-On-Reset-Schaltung des LTC4211 initialisiert den Startvorgang und stellt sicher, dass sich der Chip im richtigen Zustand befindet, wenn die Eingangsspannung zu niedrig ist. Wenn die Versorgungsspannung unter 2,18V fällt, befindet sich der LTC4211 im Unterspannungs-Lockout-Modus (UVLO) und der GATE-Pin wird auf Low gezogen. Da die UVLO-Schaltung eine Hysterese verwendet, startet der Chip neu, sobald die Versorgungsspannung über 2,3V steigt und der ON-Pin auf High geht.

 

VERWENDUNG EINES EXTERNEN GATE-KONDENSATORS

Neben der Reduzierung des Einschaltstroms kann ein externer Gate-Kondensator auch nützlich sein, um

die Stromspitzen durch den MOSFET zu verringern oder zu eliminieren, wenn die Stromversorgung zum ersten Mal eingeschaltet wird. Beim Einschalten versucht der momentane Eingangsspannungssprung, das Gate des MOSFET durch die Drain-Gate-Kapazität des MOSFET nach oben zu ziehen. Wenn die CGS des MOSFETs klein ist, kann das Gate hoch genug gezogen werden, um den MOSFET einzuschalten und so eine Stromspitze zum Ausgang zu ermöglichen. Dieses Ereignis tritt in der Zeit auf, in der der LTC4211 aus dem UVLO-Zustand kommt und seine Intelligenz holt, um den GATE-Pin niedrig zu halten. Ein externer Kondensator dämpft die Spannung, auf die der GATE-Pin hochgezogen wird, und beseitigt die Stromspitze. Der erforderliche Wert hängt von den Spezifikationen der MOSFET-Kapazität ab. In typischen Anwendungen ist dieser Kondensator nicht erforderlich.