PDF《LM25061》

LM25061 Application Note

1946 LM25061 Evaluation Board Literature Number: ZHCA373 LM25061评估板 AN-1946 www.

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2009 National Semiconductor Corporation

300914 美国国家半导体公司 应用注释1946 Dennis Morgan 2009年6月29日LM25061 评估板 介绍 LM25061EVAL评估板为设计工程师提供了一个正电压 供电的全功能热插拔控制器板.此板包含LM25061-2,此IC的自动重启动版本,描述评估板各种功能、如何测试和评 估、如何针对特定应用更换元器件的应用笔记.LM25061数 据手册可以从www.national.com获得. 输入电压范围:+2.9V到17V ? 电流限制:5 Amps, ±10% ? Q1功率限制:15W ? UVLO门限:4.7V和4.45V ? PGD门限:13V和12. 5V ? 插入延迟:213ms ? 故障超时周期:14.6ms和12.1ms ? 重启动时间:1.8秒?尺寸:4.0 x 1.38 ? 评估板配置

30091401 图1 评估板―正面 LM25061评估板的图示如图1所示,电原理图如图2所示.在板子的左边是 背板 部分,表示背板电压源.垂直 虚线是背板电压源和热插拔电路输入的分界线.换句话说, 它表示机柜插卡系统的边界连接.拨动开关(SW1)提供了 从背板电压源连接和断开热插拔电路的方法.垂直虚线右边 的电路是热插拔电路.系统电压连接到输入接线端(J1). 外部负载连接到输出接线端(J2).C3和C4表示典型的提 供给负载电路的输入电容,它使得在评估板没有接通负载的 情况下也可测试LM25061的接通特性.为保证热插拔电路功 能的可靠,系统电源输入连接器端的电容器(C7)也是需 要的.它的作用是无论在负载电流变化或关闭的情况使电压 的瞬态波动最小化.如果这个电容不存在,在电源关闭时电 源线上产生的瞬态自感应电压可能会超过LM25061的最大绝 对额定电压,导致器件的损坏.发货时,LM25061 EVB的JMP2端1和2跳针初始状态是短接在一起的. www.national.com

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30091402 图2 评估板电原理图 工作原理 LM25061提供了连接到实际电源的负载电源供应的智 能控制.热插拔电路的两个主要功能是开机时浪涌电流的限 制,正常工作时负载电流异常的监视.附加的功能包括欠 压关闭(UVLO)以保证只有当系统输入电压高于一个门限 时才继续给负载供电,在开机期间在串联通路FET(Q1) 的功率限制,一个表明电路状态的 电源良好 逻辑输出 (PGD). 当给LM25061加上输入电压时(例如SW1切换到打开 的状态),Q1最初延迟一个插入时延(大约213ms)从而使 输入的瞬变和铃振得到衰减.在插入延迟结束后,如果VIN 的输入电压高于UVLO门限,Q1以受控方式方式打开以限制 浪涌电流.如果浪涌电流在打开期间没有被限制,当负载电 容(C3,C4)充电时,电流会很大(非常大!),此时的 电流只受输入电压源的电流输出能力限制,包括C7的特性 阻抗和线路阻抗(几毫欧).非常大的电流将损坏边缘连接 器、PC电路板走线,并可能损坏吸收巨大电流的负载电容 器.另外,负载输入端的dV/dt被控制以减少可能的电磁干扰 (EMI)问题. LM25061采用两个步骤限制浪涌电流达到一个安全的水 平,在打开周期的第一阶段,当跨过Q1的差分电压最高的时 候,通过监视它的漏极电流(R10两端的电压)和它的漏源 极电压,Q1的功率消耗被限制到15W的峰值.当漏源极电压 减少的时候(同时输出电压增加),通过控制漏极电流系统 保持恒定.这显示在图3的恒定功率部分,这里漏极电流增加 到ILIM.当漏极电流达到电流限制门限(5A)时,输出电压继 续增加时电流保持恒定.当输出电压达到输入电压(VDS减少 到接近0)数值时,漏极电流然后减少到一个由负载决定的数 值.Q1的栅极到源极电压然后增加到它的最终数值.电路现 在进入正常工作模式. 正常工作期间负载电流故障的监视通过使用以上描述的 电流限制电路完成.如果负载电流增加到5A(跨接到R10 的电压是50mV),控制Q1的栅极以阻止电流进一步增加. 当电流限制起作用后,故障定时器限制故障的持续时间. 在故障超时结束时,Q1被关闭,拒绝给负载加载电流. LM25061-2然后每1.8秒进行一次重启.重启过程包括打开 Q1并监视负载电流以确定故障是否依然存在.在故障消除 后,在下一次重启过程中电路供应达到正常工作状态. 在突然过载情况(例如输出对地短路),可能电流的增 长速度比电流限制电路的响应时间更快.在这种情况,当加 载到R10的电压达到大约95mV的时候,电路断电传感器快速 关闭Q1栅极电路.当电路减小到电流限制门限时,电流限制 电路开始接管工作. PGD逻辑电平输出在电源打开时是低电平,当在OUT端 的输出电压高于13V时切换到高电平.当OUT端的电压低于 12.5V时,PGD切换到低电平.在PGD 的高电平电压可以是 任何适当的电压(可以高到+17V),可以比在VIN和OUT端 的电压高一些或低一些. AN-1946 www.national.com