選擇 MOSFET Q₁

選擇 MOSFET Q₁ 時，重要的電氣參數包括最大持續漏極電流 I_D、最大漏源電壓 V_DS(MAX)、最大柵源電壓 V_GS(MAX) 以及漏源導通電阻 R_DSON。

最大持續漏極電流 I_D 額定值必須超過最大持續負載電流。

最大漏源電壓 V_DS(MAX) 必須足夠高，以便承受應用中所見的最高電壓。考慮負載突降導致最高應用電壓為 35V，因此該應用選擇 V_DS 額定電壓為 40V 的 MOSFET。

TPS12000-Q1 可驅動的最大 V_GS 為 11V，因此必須選擇 V_GS 最小額定值為 15V 的 MOSFET。

為了降低 MOSFET 導通損耗，建議選擇合適的 R_DS(ON)。

根據設計要求，選擇的是 BUK7J1R4-40H，其電壓等級為：

• 40V V_DS(MAX) 和 ±20V V_GS(MAX)

• 在 10V V_GS 時，R_DS(ON) 的典型值為 1.06mΩ

• MOSFET Q_g(total) 的典型值為 73nC

TI 建議確保短路條件（例如最大 V_IN 和 I_SC）處于所選 FET (Q₁) 的 SOA 范圍內，確保至少大于 t_SC 定時。

選擇自舉電容器 C_BST

內部電荷泵以大約 345μA 的電流為外部自舉電容器（連接在 BST 和 SRC 引腳之間）充電。使用以下公式，計算驅動 BUK7J1R4-40H MOSFET 所需的自舉電容最小值

選擇最接近的可用標準值：100nF、10%。

對短路保護閾值進行編程 – R_ISCP 選型

R_ISCP 用于設置短路保護閾值，該值可使用以下公式計算：

若要將短路保護閾值設置為 100A，則 R_ISCP 值計算結果為 40.5kΩ。

選擇最接近的可用標準值：40.2k?、1%。

在涉及較大 di/dt 的情況下，系統和布局寄生電感可能會在 CS+ 和 CS- 引腳之間產生較大的差分信號電壓。此操作可能會在系統中觸發錯誤的短路保護并干擾跳閘。為了解決這種問題，TI 建議在檢測電阻 (R_SNS) 上添加用于表示 RC 濾波器元件的占位元件，并在實際系統的測試期間調整相應的值。在通過 MOSFET VDS 檢測實現的電流檢測設計中，不得使用 RC 濾波器元件，以免影響短路保護響應。

對故障計時器周期進行編程 – C_TMR 選型

對于本文所討論的設計示例，允許的過流瞬態持續時間為 50μs。此消隱間隔 t_SC（或斷路器間隔 T_CB）可以通過在 TMR 引腳到接地端之間選擇合適的電容器 C_TMR 來設置。使用以下公式可計算 C_TMR 的值以便將 t_SC 設置為 50μs：

選擇最接近的可用標準值：3.3nF，10%。

設置欠壓鎖定和過壓設定點

通過連接在器件 VS、EN/UVLO、OV 和 GND 引腳之間的 R₁、R₂ 和 R₃ 外部分壓器網絡可調整欠壓鎖定 (UVLO) 和過壓設定點。設置欠壓和過壓所需的值可通過求解 方程式 12 和 方程式 13 計算得出。

方程式 12.

方程式 13.

為了盡可能降低從電源汲取的輸入電流，TI 建議對 R₁、R₂ 和 R₃ 使用較高的電阻值。但是，由于連接到電阻器串的外部有源元件而產生的漏電流會增加這些計算的誤差。因此，選擇的電阻串電流 I (R₁₂₃) 必須比 UVLO 和 OV 引腳的漏電流大 20 倍。

根據器件電氣規格，V_(OVR) = 1.24V 且 V_(UVLOR) = 1.24V。根據設計要求，VIN_OVP 為 36V 且 VIN_UVLO 為 6.5V。為了求解該公式，首先選擇 R₁ = 470kΩ 時的值，然后使用 方程式 12 求解得出 (R₂ + R₃) = 108.3k?。使用 方程式 13 (R₂ + R₃)的和值求解 R₃ = 19.6kΩ，最后求解 R₂ = 88.7kΩ。選擇最接近的標準 1% 電阻值：R₁ = 470k?，R₂ = 88.7k?，且 R₃ = 19.6k?。