適用于熱插拔應用的具有導通電阻的高效 MOSFET

熱插拔是指將電子設備插入帶電電源；這可能會損壞相關電子設備。電容性負載可能會產生較大的負載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會引起電壓尖峰，從而進一步損壞電子設備。

熱插拔是指將電子設備插入帶電電源；這可能會損壞相關電子設備。電容性負載可能會產生較大的負載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會引起電壓尖峰，從而進一步損壞電子設備。
簡介
熱插拔是指將電子設備插入帶電電源；這可能會損壞相關電子設備。電容性負載可能會產生較大的負載電流，從而給電源、電纜組件和任何限流電路帶來壓力。此外，電纜寄生電感上的電壓變化會引起電壓尖峰，從而進一步損壞電子設備。
熱插拔電路用于通過偏置傳輸晶體管的柵極來限制浪涌電流，從而允許電子設備以受控方式插入帶電電源。強大的熱插拔設計將控制浪涌電流和 dv/dt，從而維持 MOSFET 的安全工作條件。
德州儀器 (TI) 提供多種熱插拔控制器，使熱插拔應用的設計變得簡單。該控制器限制流過 MOSFET 的電流、功耗，并且可以限制 dv/dt。LM5066I 就是一個例子。LM5066I 的應用原理圖如下所示。

通過傳輸晶體管的電流由 RSNS 設置。應注意將開爾文連接到 RSNS 以獲得準確的電壓讀數。 MOSFET 功耗由 RPWR 設置。電流由一個受監控的電阻器設置。可以使用 CTIMER 設置故障計時器來限制時間量。dv/dt 控制可通過可選的 RCDQ 電路進行設置。
系統設計人員在計算電流、功耗、故障定時器和 dv/dt 時，應參考 MOSFET 數據表中的安全工作區域曲線。下面以 CSD17570Q5B（一款針對熱插拔應用進行優化的 TI MOSFET）的安全工作區域曲線為例。

選擇 MOSFET 的關鍵參數
選擇熱插拔應用的晶體管是設計可靠電路的關鍵步驟。在熱插拔設計中使用低 RDS(on) MOSFET 可降低 MOSFET 完全導通時的功耗和壓降。低 RDS(on) 在穩態運行期間相關，但在從完全關閉到完全開啟的過渡期間無關，此時 MOSFET 在線性區域運行。在線性區運行應參考運行曲線的安全區。良好的熱界面和足夠的散熱非常重要，因為 MOSFET 在線性區域工作時會產生耗散。應使用針對熱插拔應用優化的 MOSFET。
適用于熱插拔應用的 Texas Instruments 功率 MOSFET
Texas Instruments 的 NexFET? 功率 MOSFET 系列針對熱插拔應用進行了優化。CSD17570Q5B 是 TI 的一款功率 30V MOSFET，針對熱插拔設計進行了優化。它的 RDS(on)=0.53mohm，VGS=10V。在 25°C 下，將其放置在 1 平方英寸的銅上時，可耗散 3.2W 的功率。它采用 SON 封裝，尺寸為 5 毫米 x 6 毫米。