• 選擇 C_DVDT 電容器以控制輸出壓擺率和啟動(dòng)時(shí)間

  必須在 DVDT 引腳與 GND 之間添加一個(gè)電容器 (C_DVDT) 以設(shè)置所需的壓擺率值。使用 方程式 19 來計(jì)算 C_DVDT 的值。

  方程式 19. $C_{DVDT}\left(nF\right)=\frac{50}{V_{IN}\left(V\right)/T_{ss}\left(ms\right)}$

  要獲得 1V/ms 的壓擺率，根據(jù)上述公式，可以得到 C_DVDT 為 50nF。保持接近的標(biāo)準(zhǔn)值 47nF。

• 選擇 R_IREF 電阻器以設(shè)置過流保護(hù)的基準(zhǔn)電壓。

  .方程式 20 用于計(jì)算 R_IREF 的阻值。

  方程式 20. $V_{IREF}=I_{IREF}\times R_{IREF}$

  在此設(shè)計(jì)示例中，V_IREF 設(shè)置為 1V。當(dāng) I_IREF = 25μA（典型值）時(shí)，計(jì)算出目標(biāo) R_IREF 為 40kΩ。R_IREF 的最接近標(biāo)準(zhǔn)值是容差為 0.1% 且額定功率為 100mW 的 40.2kΩ。為了提高防噪性能，在 IREF 引腳和 GND 之間放置一個(gè) 100pF 陶瓷電容器。

  注：

  將 V_IREF 保持在建議的電壓范圍內(nèi)，以保證過流檢測(cè)電路正常工作。

選擇 R_IMON 電阻器以設(shè)置穩(wěn)定狀態(tài)期間的過流（斷路器）和快速跳變閾值

TPS1686x 電子保險(xiǎn)絲通過在用戶可調(diào)節(jié)的瞬態(tài)故障消隱間隔后關(guān)閉輸出來應(yīng)對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)期間的輸出過流情況。此電子保險(xiǎn)絲器件持續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)總電流 (I_OUT) 并在 IMON 引腳上產(chǎn)生成比例的模擬電流輸出 (I_IMON)。這會(huì)在 IMON 引腳電阻器 (R_IMON) 兩端產(chǎn)生電壓 (V_IMON)，以響應(yīng)負(fù)載電流，其定義為 方程式 21。

G_IMON 是電流監(jiān)測(cè)器增益 (I_IMON : I_out)，其典型值為 18.2μA/A。通過將 V_IMON 與作為閾值的 V_IREF 進(jìn)行比較來檢測(cè)過流情況。穩(wěn)定狀態(tài)期間的斷路器閾值 (I_OCP) 可以使用 方程式 22 計(jì)算得出。

在此設(shè)計(jì)示例中，I_OCP 被視為 10A，在 G_IMON 為 18.2μA/A 且 V_IREF 為 1V 的情況下，可以計(jì)算出 R_IMON 為 5.5KΩ。R_IMON 的最接近標(biāo)準(zhǔn)值是容差為 0.1% 且額定功率為 100mW 的 5.6kΩ。為了降低噪聲，請(qǐng)?jiān)?IMON 引腳和 GND 之間放置一個(gè) 22pF 陶瓷電容器。

• 選擇 C_ITIMER 電容器以設(shè)置過流消隱計(jì)時(shí)器

必須在主器件或獨(dú)立器件的 ITIMER 引腳與接地端之間連接一個(gè)合適的電容器，以調(diào)整允許負(fù)載瞬態(tài)超過斷路器閾值的持續(xù)時(shí)間。瞬態(tài)過流消隱間隔可使用方程式 23 計(jì)算得出。

其中 t_ITIMER 是瞬態(tài)過流消隱計(jì)時(shí)器，C_ITIMER 是連接在器件的 ITIMER 引腳與 GND 之間的電容器。I_ITIMER = 2μA（典型值）且 ΔV_ITIMER = 1..55V（典型值）。在此設(shè)計(jì)中，使用容差為 10% 且直流額定電壓為 25V 的 4.7nF 電容作為器件的 C_ITIMER。

• 選擇電阻器來設(shè)置欠壓鎖定閾值

  欠壓鎖定 (UVLO) 閾值通過使用連接在器件的 IN、EN/UVLO 和 GND 引腳之間的外部分壓器網(wǎng)絡(luò) R₁ 和 R₂ 來調(diào)整，如欠壓保護(hù)一節(jié)所述。設(shè)置 UVLO 閾值所需的電阻值使用 方程式 24 計(jì)算得出。

  方程式 24. $V_{IN\left(UV\right)}=V_{UVLO\left(R\right)}\frac{R_1+R_2}{R_2}$

  為了盡可能降低從電源汲取的輸入電流，TI 建議對(duì) R₁ 和 R₂ 使用較高的電阻值。根據(jù)器件電氣規(guī)格，UVLO 上升閾值 V_UVLO(R) = 1.2V。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，V_INUVLO = 46V。首先選擇 R₁ 的值 = 3.74M?，然后使用 方程式 24 計(jì)算得出 R₂ = 100k?。使用最接近的標(biāo)準(zhǔn) 1% 電阻值：R₁ = 3.74MΩ 和 R₂ = 100kΩ。為了降低噪聲，在 EN/UVLO 引腳和 GND 之間放置一個(gè) 100pF 陶瓷電容器。

• 選擇電阻器以設(shè)置過壓鎖定閾值

  過壓鎖定 (OVLO) 閾值通過使用連接在設(shè)備的 IN、OVLO 和 GND 引腳之間的外部分壓器網(wǎng)絡(luò) R₃ 和 R₄ 進(jìn)行調(diào)整，如過壓保護(hù)一節(jié)所述。設(shè)置 OVLO 閾值所需的電阻值通過使用下面的公式計(jì)算得出。

  方程式 25. $V_{IN\left(OV\right)}=V_{OVLO\left(R\right)}\frac{R_3+R_4}{R_4}$

  為了盡可能降低從電源汲取的輸入電流，TI 建議對(duì) R₃ 和 R₄ 使用較高的電阻值。根據(jù)器件電氣規(guī)格，OVLO 上升閾值 V_OVLO(R) = 1.17V。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，V_INOVLO = 60V。首先選擇 R₁ 的值 = 5.11M?，然后使用 方程式 24 計(jì)算得出 R₃ = 101k?。使用最接近的標(biāo)準(zhǔn) 1% 電阻值：R₃ = 5.11MΩ 和 R₄ = 102kΩ。為了降低噪聲，請(qǐng)?jiān)?OVLO 引腳和 GND 之間放置一個(gè) 10pF 陶瓷電容器。

• 選擇 VIN 和 VDD 之間的 R-C 濾波器

  VDD 引腳用于通過經(jīng)過濾波的穩(wěn)定電源為電子保險(xiǎn)絲器件的內(nèi)部控制電路供電，使之不受系統(tǒng)瞬態(tài)的影響。因此，在輸入電源（IN 引腳）和 VDD 引腳之間使用 R (150Ω) – C (0.22μF) 濾波器。這有助于濾除電源噪聲，并在嚴(yán)重故障（例如輸出端短路）期間保持控制器電源。在并聯(lián)鏈中，必須為每個(gè)器件采用此 R-C 濾波器。

• 為 FLT 選擇上拉電阻器和電源，

  FLT 為開漏輸出。如果使用這些邏輯信號(hào)，則必須通過 33kΩ 上拉電阻將信號(hào)上拉至合適的電源軌電壓。

• 選擇輸入端的 TVS 二極管和輸出端的肖特基二極管

  如果發(fā)生短路或斷路器事件，當(dāng)器件瞬間中斷大電流時(shí)，輸入電感會(huì)在輸入端產(chǎn)生正電壓尖峰，而輸出電感會(huì)在輸出端產(chǎn)生負(fù)電壓尖峰。這些電壓尖峰（瞬變）的峰值振幅取決于與器件輸入或輸出串聯(lián)的電感值。如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q此問題，此類瞬變可能會(huì)超過器件的絕對(duì)最大額定值，并最終導(dǎo)致因電氣過應(yīng)力 (EOS) 而導(dǎo)致的故障。解決此問題的典型方法包括：

  1. 更大限度減少進(jìn)出器件的引線長(zhǎng)度和電感。
  2. 使用較大的 PCB GND 平面。
  3. 在輸入端添加瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS) 二極管來鉗制正瞬態(tài)尖峰。
  4. 在輸出端使用肖特基二極管來吸收負(fù)尖峰。

  請(qǐng)參閱熱插拔電路中的 TVS 鉗位、在熱插拔和 ORing 應(yīng)用中選擇 TVS 二極管、TVS 二極管建議工具以了解有關(guān)以下詳細(xì)信息：選擇合適的 TVS 二極管以及要并聯(lián)的 TVS 二極管數(shù)量，以有效地將輸入端的正瞬態(tài)電壓鉗位在 IN 引腳的絕對(duì)最大額定值 (90V) 以下。這些 TVS 二極管還有助于在熱插拔事件期間限制 IN 引腳上的瞬態(tài)電壓。本設(shè)計(jì)示例使用了一 (1) 個(gè) SMDJ54A。

  注：

  所選 TVS 二極管在 I_pp (10/1000μs) (V) 時(shí)的最大鉗位電壓 V_C 規(guī)格必須低于電源輸入 (IN) 引腳的絕對(duì)最大額定值，以確保電子保險(xiǎn)絲器件安全工作。

  必須根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)來選擇肖特基二極管：

  • 所選二極管的非重復(fù)峰值正向浪涌電流 (I_FSM) 必須大于快速跳變閾值 (2 × I_OCP(TOTAL))。如果單個(gè)肖特基二極管無法滿足所需的 I_FSM 額定值，則必須使用兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)的肖特基二極管。方程式 26 可計(jì)算出必須并聯(lián)的肖特基二極管數(shù)量 (N_Schottky)。
    方程式 26. $N_{Schottky}>\frac{2\times I_{OCP\left(TOTAL\right)}}{I_{FSM}}$
  • 接近 I_FSM 的正向壓降 (V_F) 必須盡可能小。OUT 引腳上的負(fù)瞬態(tài)電壓必須鉗制在 OUT 引腳的絕對(duì)最大額定值 (–5V) 內(nèi)。
  • 直流阻斷電壓 (V_RM) 必須大于最大輸入工作電壓。
  • 漏電流 (I_R) 必須盡可能小。

  本設(shè)計(jì)示例使用了 1 個(gè) B360-13-F。

• 選擇 C_IN 和 C_OUT

  TI 建議添加陶瓷旁路電容器，以幫助穩(wěn)定輸入端和輸出端的電壓。C_IN 的值必須保持較小，以最大限度地減小熱插拔事件期間的電流尖峰。對(duì)于每個(gè)器件，0.01μF 的 C_IN 是合理的目標(biāo)。由于 C_OUT 在熱插拔期間不會(huì)充電，因此可以在每個(gè)器件的 OUT 引腳上使用較大的值（例如 10μF）。