スケーラブルなカレントシェアリング電気ヒューズ向けソリューション

Jason Bone

一般的なホットスワップまたは電気ヒューズ・アプリケーションでは、MOSFETを選択する際に細心の注意を払って、ソフトスタート (SS) 電源投入中にデバイスの安全動作領域 (SOA) を超えないようにする必要があります。複数のMOSFETが並列接続されている場合でも、ソフトスタート条件により大量の熱ストレスが発生します。

一般に、ホットスワップおよび電気ヒューズ・アプリケーションでディスクリートMOSFETを使用する場合、1つのMOSFETのみがソフトスタート電流全体を伝導していると想定されます。これは、各MOSFETのゲートしきい値電圧のばらつきによるものです。したがって、複数のMOSFETが並列に存在する場合でも、すべての電力損失は1つのデバイスにあります。このため、MOSFETの定格とパッケージサイズを大きくする必要があり、PCB領域が大きくなります。一般的なホットスワップ / 電気ヒューズ・アプリケーションでは、SSタイミング、温度保護、および過電流保護 (OCP) を提供するために、高精度の電流検出抵抗とコントローラが必要です。

MPSのMP5921は、シンプルで積み重ね可能なビルディングブロックを備えた革新的なホットスワップ / 電気ヒューズ・アプリケーションを提供します。MP5921には、MOSFET、電流検出、温度検出、ソフトスタートランプ制御、および高度な保護機能が組み込まれています。高度なモノリシックプロセスを使用することで、ホットスワップおよび電気ヒューズソリューションのユーザーフレンドリーな実装が可能になります (図1) 。

図1: ホットスワップ / 電気ヒューズ・アプリケーションのコンポーネント

MP5921は、高度なモノリシックプロセスを使用して、ソフトスタートプロセス中に内部MOSFETを監視およびアクティブに駆動し、MOSFETのSOAを保証します。このモノリシックプロセスを使用して、MP5921は内部MOSFETを流れる電流を正確に測定できます。

内部MOSFETを流れる電流を監視する機能により、並列に接続された複数のMP5048は、ソフトスタート中に各ICを流れる電流のバランスをアクティブに調整します。これで確実に、各ICがソフトスタート電流を均等に流し、1つのICがソフトスタート時の全ての負荷電流を流すことがなくなります。並列に接続されたIC間でソフトスタート電流が均等にバランスされるため、MOSFETのSOAに違反するリスクが大幅に減少し、熱エネルギーがPCB全体に均等に分散されます。

図2は、DC負荷を使用したソフトスタート中の3つのMP5921の並列電流共有を示しています。並列の3つのICはすべて、ソフトスタート負荷電流を均等に共有します。

図2: 並列の3つのMP5921

個々の電流のトレースが同じ原点に設定されている場合、それらが正確に重なっていることがわかります (図3)

図3: 同じ原点の電流

MP5921は、ホットスワップおよび電気ヒューズ向けソリューションに必要な任意の電流範囲をサポートするように拡張できます。MP5921は、4 x 5mmパッケージ、定格電流60Aで、非常に高密度のホットスワップ / 電気ヒューズ向けソリューションを提供します。各MP5921には、損傷したMOSFET、内部MOSFETの過熱状態、ソフトスタート用ウォッチドッグタイマ、および過電流保護を監視する保護機能が組み込まれています。

MP5921には、短絡保護 (SCP) 機能も組み込まれており、短絡検出から200ns以内に内部MOSFETを無効にすることができます。この迅速な無効化機能により、出力短絡が発生するPCBに大量の電流が蓄積するのを防ぎます。

MP5921は、あらゆるタイプのホットスワップ / 電気ヒューズ・アプリケーションの設計要件を満たしつつ拡張できる、スペースが厳しい設計のための堅牢でユーザーフレンドリーなソリューションを提供します。

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