如何连接系统保护IC以实现更高电流的应用
maxim的系统保护ic系列提供完整、高度集成的系统保护解决方案，在单个ic中提供高达60vdc的输入工作电压和250ma至6a的输出电流。虽然该系列中的单个ic可满足大多数单板应用的需求，但多板系统可能需要超过6a的更高电流。本应用笔记通过简单地将两个6a ic并联在一起来说明更高电流（12a）的应用。
介绍
本应用笔记介绍了如何将两个6a保护ic连接在一起以实现12a电流应用。它讨论了各种设计考虑因素，并描述了不同工作条件下的测试结果。max14691是一款60v、6a功率限制器，用于说明maxim的6a系统保护ic系列（max14691、max14692、max14693、max17525、max17526）的常见性能。max14691在整个测试过程中配置为闭锁限流模式。
设计注意事项
将两个或多个保护ic并联在一起时，系统设计人员应考虑ic在不同工作条件下如何共享输出电流。考虑ic在以下均流条件下的性能：
正常操作启动
启动时初始结温高
输出动态阶跃负载
输出动态阶跃负载至过载条件
输出短路
集成电路的rds（on）最坏情况容差：
处于稳定状态
在电流限制期间
设计示例
本例中，将两个max14691评估板（ev kit）并联在一起。每个电流限值 （ilim） 设置为 5.5a，总共具有 11a 的输出电流能力。图1所示为评估板连接。输入电压、输出电压和每块评估板的输出电流在系统工作条件下受到监控。我们测试该保护系统，输入电源电压为24v，输出电容为3020μf（每个评估板为10μf，公共输出为3，000μf）。评估板配置为闭锁限流模式（clts1 = clts2 = 0）。
图1.将两块max14691评估板与v并联在= 24v 和 c外= 3020μf.
均流测试结果
正常操作
启动 图2显示了正常启动期间的测试结果，没有输出加载。输出电流i输出1和我输出2可以很好地相互跟踪，而输出电压则以控制良好的方式上升。输出电压斜坡速率与总输出电流成正比，与输出电容成反比，如下所示：
换句话说，从0v到24v线性斜坡需要6.6ms。
图2.正常启动期间的均流。
以高初始结温
启动 在启动过程中，由于v之间的电压差，ic中的功耗很大在和 v外，乘以浪涌电流。因此，预计ic内的温度会很高。max14691具有热控限流折返功能，可将管芯温度保持在安全的工作限值内。
为了演示这种限流折返功能，我们多次在启动阶段重复循环评估板。每次启动后，ic结温上升到更高的值。图3显示了初始结温较高的启动，其中热控制的限流折返功能降低了电流限值，以将内部温度保持在+145°c阈值。随着输出电压的升高，功耗下降，电流限值恢复到满电平，直到输出电容充电至v在。
图3.当ic的初始结温较高时，启动期间均流，显示热折返功能在起作用。
热控限流折返功能对于在不利的工作条件下保护ic及其保护的设备非常有用，例如由于系统风扇故障，风扇入口/出口堵塞或房间空调故障而导致的意外高环境温度。
输出动态阶跃负载图4显示了输出电流负载
从0a步进到10.5a时的测试结果。输出电流i输出1和我输出2在这种情况下，彼此跟踪也非常好，每个共享5.25a或一半的负载电流。
图4.0至10.5a阶跃负载期间均流。
输出动态阶跃负载至过载条件
图5显示了0a至11.5a输出电流步进（阻性模式）导致过载情况时的测试结果。再一次，我输出1和我输出2在这种情况下，可以很好地相互跟踪。请注意，限流环路的带宽有限，导致初始过冲为i输出1和我输出2然后很好地稳定回每个5.5a的电流限制水平，总计11a。由于11.5a的负载阶跃需要比设定限值更高的电流，因此输出电压会下降一点。在 24ms 消隐时间之后，器件关闭、闭锁并断位故障标志。除闭锁外，过流响应类型的其他选择还包括自动重试和连续模式，用户可通过 clts1 和 clts2 引脚进行选择。
图5.阶跃负载进入过载状态 （11.6a） 期间均流。
要分析在这种阻性过载条件下发生的输出电压骤降，请使用以下公式。
在 24v 和 11.5a 输出下，输出阻性负载计算如下：
在设定电流限值为11a时，输出电压骤降计算公式为：
输出短路
当发生输出短路时，输出电流再次分配得非常好，如图6测试结果所示。值得注意的是，在输出短路期间，限流fet的功耗非常高（功耗= ［v在– v外］ x i限制）。同样，热控制的限流折返功能激活并降低限流电平，以将 ic 温度保持在安全限值内。在24ms消隐时间之后，ic就像在过载条件下一样关断。
图6.输出短路期间的均流。
rds（开） 最坏情况容差 最后，让我们检查ic的电流共享程度，考虑最坏情况rds（on）宽容。如max14691数据资料所示，内部fet的rds（on）是31m吗？（典型值）和42m？（最大值）。maxim的6西格玛标准实践表明，该r的标准差ds（on）是1.83m？，99.7%的ic将有他们的rds（on）落在25.5米以内？和36.5米？，还是11米？最坏情况容忍度传播。
为了模拟这种最坏的情况，我们特意增加了外部电阻（r内线） 到其中一个评估套件的电源路径。表1显示了电源路径中总电阻值的组成。用于反向电压/电流保护的外部pfet在两份评估板上保持相同。
表 1.电源路径电阻
电源路径电阻（m？评估板1评估板2
rds（on）max14691 （米？3031
rds（on）外部场效应晶体管（m？1010
r内线（米？010
总计（米？r1 = 40r2 = 51
rds（on）最差情况容差 - 稳态条件 稳态条件下的均流性能非常简单;它类似于两个并联电阻，其中电阻是每个评估板的总功率路径电阻。均流与电阻成反比，遵守欧姆定律：
通过数学计算，我们发现：
和
图 7 显示了 i 的测试结果外设置为 10a：
和
图7.考虑r的均流性能ds（on）最差情况容差 - 稳态条件。
rds（on）最差情况容差—在电流限制期间
现在我们对系统施加动态负载。图8显示了负载电流从9a到11.5a的测试结果。11.5a（过载）周期小于24ms消隐时间。
图8.考虑r的均流性能ds（on）最差情况容差—施加9a至11.5a（过载）的阶跃负载小于24ms的消隐时间。
均流性能分为两部分，每部分由两个不同的电路控制。第一部分是在输出负载小于电流限值（本例中为9a）期间。内部fet完全导通，电源路径电阻决定了均流性能，如上面的稳态部分所示。第二部分是在输出负载大于电流限值（11.5a部分）期间。限流电路在此期间激活，其精度在数据手册中指定为限流精度（i林 acc），即±10%。由于过载条件小于24ms消隐时间，ic不会关断，当负载电流降至限流门限以下时恢复正常工作。
图9显示了类似测试的结果，但这次过载条件持续时间超过24ms消隐时间。输出在 24ms 消隐时间后关断。
图9.考虑icr的均流性能ds（on）最坏情况容差。施加11.5a（过载）的阶跃负载大于24ms的消隐时间。
总结
我们研究了max14691在启动、稳态、动态负载和故障负载等各种工作条件下的均流能力，该器件配置为闭锁限流模式。我们还考虑了温度和ic最坏情况r的影响。ds（on）失 配。
在稳态下，均流精度取决于系统的总功率路径电阻，其由 rds（on）ic的内部fet和rds（on）外部反向阻断 pfet。在这种情况下，均流就像两个并联的电阻，遵循欧姆定律。
在限流条件下，器件共享电流，即使 rds（on）不平衡。均流精度遵循限流精度（i林 acc），数据资料中规定，max14691为±10%。max17526是该系列的较新成员，具有更好的限流精度，±6%。
max14691是maxim的6a系统保护ic系列的典范，可以很好地共享电流。要为需要高于6a负载电流的系统提供系统保护，只需并联其中两个即可。并联时，将ic配置为闭锁限流模式。在其他模式（自动重试模式或连续模式）下，当前故障后启动可能不会成功，因为由于设备之间可能存在时序不匹配，启动时间不同步。
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介绍
本应用笔记介绍了如何将两个6a保护ic连接在一起以实现12a电流应用。它讨论了各种设计考虑因素，并描述了不同工作条件下的测试结果。max14691是一款60v、6a功率限制器，用于说明maxim的6a系统保护ic系列（max14691、max14692、max14693、max17525、max17526）的常见性能。max14691在整个测试过程中配置为闭锁限流模式。
设计注意事项
将两个或多个保护ic并联在一起时，系统设计人员应考虑ic在不同工作条件下如何共享输出电流。考虑ic在以下均流条件下的性能：
正常操作启动
启动时初始结温高
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集成电路的rds（on）最坏情况容差：
处于稳定状态
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图1.将两块max14691评估板与v并联在= 24v 和 c外= 3020μf.
均流测试结果
正常操作
启动 图2显示了正常启动期间的测试结果，没有输出加载。输出电流i输出1和我输出2可以很好地相互跟踪，而输出电压则以控制良好的方式上升。输出电压斜坡速率与总输出电流成正比，与输出电容成反比，如下所示：
换句话说，从0v到24v线性斜坡需要6.6ms。
图2.正常启动期间的均流。
以高初始结温
启动 在启动过程中，由于v之间的电压差，ic中的功耗很大在和 v外，乘以浪涌电流。因此，预计ic内的温度会很高。max14691具有热控限流折返功能，可将管芯温度保持在安全的工作限值内。
为了演示这种限流折返功能，我们多次在启动阶段重复循环评估板。每次启动后，ic结温上升到更高的值。图3显示了初始结温较高的启动，其中热控制的限流折返功能降低了电流限值，以将内部温度保持在+145°c阈值。随着输出电压的升高，功耗下降，电流限值恢复到满电平，直到输出电容充电至v在。
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图4.0至10.5a阶跃负载期间均流。
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和
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和
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现在我们对系统施加动态负载。图8显示了负载电流从9a到11.5a的测试结果。11.5a（过载）周期小于24ms消隐时间。
图8.考虑r的均流性能ds（on）最差情况容差—施加9a至11.5a（过载）的阶跃负载小于24ms的消隐时间。
均流性能分为两部分，每部分由两个不同的电路控制。第一部分是在输出负载小于电流限值（本例中为9a）期间。内部fet完全导通，电源路径电阻决定了均流性能，如上面的稳态部分所示。第二部分是在输出负载大于电流限值（11.5a部分）期间。限流电路在此期间激活，其精度在数据手册中指定为限流精度（i林 acc），即±10%。由于过载条件小于24ms消隐时间，ic不会关断，当负载电流降至限流门限以下时恢复正常工作。
图9显示了类似测试的结果，但这次过载条件持续时间超过24ms消隐时间。输出在 24ms 消隐时间后关断。
图9.考虑icr的均流性能ds（on）最坏情况容差。施加11.5a（过载）的阶跃负载大于24ms的消隐时间。
总结
我们研究了max14691在启动、稳态、动态负载和故障负载等各种工作条件下的均流能力，该器件配置为闭锁限流模式。我们还考虑了温度和ic最坏情况r的影响。ds（on）失 配。
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