如何控制电源dV/dt上升时间同时限制通过控制FET的功率损耗
电源上的高 dv/dt 上升时间会导致下游组件出现问题。在具有大电流输出驱动器的24v供电工业和汽车系统中尤其如此。该设计思想描述了如何控制上升时间，同时限制通过控制fet的功率损耗。
限制上升时间
对于许多系统而言，一个简单的pfet电路和相关元件就足以限制电源的上升时间。但是，当电流达到8a及以上时，r德森的pfet会导致系统中的热量上升。具有较低 r 的 nfet德森是一个不错的选择。
max16127为3mm × 3mm nfet控制器，设计用于过压保护。它还可用于控制电源电压的斜坡。该保护电路上的电源良好/flag输出使其能够在受控电压为输入电压的90%时使能下游器件，而与输入电压无关。与设置固定导通电压或延迟时间相比，此功能是一个很好的改进，特别是在输入电压可以在很宽范围内变化的工业和汽车系统中。
图1中的电路显示了用于vin的基本配置在.max16127的gate引脚为电流输出电路，来自内部电荷泵。它将 nfet 晶体管的栅极驱动至比 nfet 源极高约 10v 的电压。gate上的附加电容可用于控制nfet栅极电压的上升时间，并且电容的值可以根据所需的压摆率进行调整。在本例c1中，显示的是220nf电容。电阻r2 （1kω）与c1串联。r2隔离c1，因此当max16127在过压或故障情况下关断时，关断时间很快。
当栅极斜坡时，nfet将处于其线性区域。因此，如果所有下游电路在斜坡上升时开始工作，则可以看到大量的功耗。max16127的/flag引脚用作下游驱动器和电源的使能引脚。图2和图3显示了/flag使能信号如何及时移出v。在更改，始终启用当 v供应处于 v 的 90%在.使用/flag作为使能时，您只需担心在一切正常时调整最后10%的nfet大小。
max16127的gate引脚标称电流为180μa，使用公式计算栅极驱动上升时间：i = c dv/dt。使用所示的220nf电容可获得约0.82v/ms的dv/dt。图 2 显示 v供应在大约40ms内斜坡上升至30v，这接近我们的预期，因为栅极驱动呈线性斜坡上升。
该电路还使用电阻r5和r6提供标准过压保护，并使用电阻r3和r7提供欠压锁定。
图1.上升时间控制电路原理图
图2.30v v 的波形和/flag行为在.
图3.18v v 的波形和/flag行为在.
确定场效应管的尺寸
在本例中，我们使用 90% /flag 来实现 10a 的下游负载。假设 v 上最大为 30v在，我们需要调整 fet 的大小，以便它可以处理平均功率为 vsupply在大约 4ms 内从 27v 斜坡上升到 30v。平均功率将为 1/2 （vin - vout） × i 或 1.5v × 10a = 15w，但持续时间很短。大多数功率 fet 数据手册都有一个安全工作区 （soa） 图，其中显示 vds与时间叠加的当前相比。检查 soa 以调整 fet 的大小。
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max16127的gate引脚标称电流为180μa，使用公式计算栅极驱动上升时间：i = c dv/dt。使用所示的220nf电容可获得约0.82v/ms的dv/dt。图 2 显示 v供应在大约40ms内斜坡上升至30v，这接近我们的预期，因为栅极驱动呈线性斜坡上升。
该电路还使用电阻r5和r6提供标准过压保护，并使用电阻r3和r7提供欠压锁定。
图1.上升时间控制电路原理图
图2.30v v 的波形和/flag行为在.
图3.18v v 的波形和/flag行为在.
确定场效应管的尺寸
在本例中，我们使用 90% /flag 来实现 10a 的下游负载。假设 v 上最大为 30v在，我们需要调整 fet 的大小，以便它可以处理平均功率为 vsupply在大约 4ms 内从 27v 斜坡上升到 30v。平均功率将为 1/2 （vin - vout） × i 或 1.5v × 10a = 15w，但持续时间很短。大多数功率 fet 数据手册都有一个安全工作区 （soa） 图，其中显示 vds与时间叠加的当前相比。检查 soa 以调整 fet 的大小。
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