傳統上，電子斷路器(ECB)包括一個MOSFET、一個MOSFET控制器和一個電流檢測電阻。LTC4213是一種新的電子斷路器，通過使用外部MOSFET的R(DS(ON))來消除感測電阻。結果是一個簡單、小的解決方案，在低工作負載電壓下提供顯著的低插入損耗優勢。LTC4213具有對不同過載條件的兩個斷路響應，具有三個可選擇的跳閘閾值和用于外部n溝道MOSFET開關的高側驅動。

過電流保護

SENSEP和SENSEN引腳通過外部MOSFET的R(DS(ON))監控負載電流，并作為兩個內部比較器(slowcomp和fastcomp)的輸入，其跳閘點分別為V(CB)和V(CB(FAST))。當過流故障導致MOSFET上的電壓大幅下降時，斷路器跳閘。當過載電流超過V(CB)/R(DS(ON))時，SLOWCOMP會延遲16μs后脫開。在嚴重過載或短路電流超過V(CB(FAST))/R(DS(ON))的情況下，FASTCOMP在1μs內跳閘斷路器，保護MOSFET和負載。

當斷路器跳閘時，GATE引腳立即拉下斷開負載與電源的連接。為了復位斷路器故障，ON引腳必須低于0.4V至少80μs，或者偏置V(CC)必須低于1.97V至少80μs。這兩個比較器都具有從地到V(CC) + 0.2V的共模輸入電壓范圍。這使得斷路器即使在負載電源電壓崩潰的嚴重輸出短路條件下也能工作。

靈活過流設定

LTC4213具有ISEL引腳，可選擇以下三種過電流設置之一:

• I(SEL)在GND, V(CB) = 25mV和V(CB(FAST)) = 100mV

• I(SEL)左開，V(CB) = 50mV, V(CB(FAST)) = 175mV

• I(SEL)在V(CC)， V(CB) = 100mV和V(CB(FAST)) = 325mV時

I(SEL)可以動態步進。例如，可以在啟動時設置較高的過流閾值，在電源電流穩定后選擇較低的閾值。

過電壓保護裝置

LTC4213可以在偏置電源上方提供負載過壓保護(OVP)。當V(SENSEP) >V(CC) + 0.7V，持續65μs，內部OVP電路激活，GATE引腳拉低，外部MOSFET關斷。OVP電路保護系統免受不正確的插件事件，其中V(IN)負載電源遠高于V(CC)偏置電壓。OVP電路還在任何長時間過電壓條件下切斷電源負載。65μs的延遲可以防止OVP電路因快速瞬態噪聲而觸發。然而，如果快速過電壓尖峰對系統構成威脅，則應安裝外部輸入旁路電容器和/或瞬態抑制器。

典型的電子斷路器(ECB)應用

圖1顯示了雙電源ECB應用程序中的LTC4213。建議輸入旁路電容，以防止在V(IN)電源上電或ECB響應過流情況時的瞬態尖峰。圖2顯示了正常的上電順序。一旦V(CC)引腳高于內部低電壓鎖定閾值并且ON引腳上升到0.8V以上，LTC4213退出復位模式(見圖2中的跟蹤1)。經過60μs的內部反反彈周期后，GATE引腳電容由內部100μA電流源從地充電(見跟蹤2)。隨著GATE引腳和MOSFET的柵極充電，當V(GATE)超過MOSFET的閾值時，外部MOSFET導通。當V(GATE)超過得爾塔V(GSARM)時，斷路器被武裝，在這個電壓下，外部MOSFET被認為是完全增強的，R(DS(ON))最小。

然后，在斷路器通電50μs后，READY引腳變高(見跡3)，V(IN)電源開始上電。為了防止上電失敗，V(IN)電源應該以斜坡速率上升，使涌流低于ECB跳閘水平。跟蹤圖4顯示了V(IN)電源上電期間的V(OUT)波形。柵極電壓最終峰值為得爾塔V(GSMAX) + V(SENSEN)。MOSFET柵極超驅動電壓為得爾塔V(GSMAX)，高于得爾塔V(GSARM)。這確保了外部MOSFET得到充分增強，R(DSON)進一步降低。選擇所需R(DSON)在V(GS)近似等于得爾塔V(GSMAX)的MOSFET。LTC4213在柵極過驅動電壓超過得爾塔V(GSARM)時監測負載電流。

典型熱插拔應用

圖3顯示了單電源熱插拔應用程序中的LTC4213，其中負載可以保持在關機模式，直到熱插拔操作完成。在熱插拔應用中應避免使用大的輸入旁路電容器，因為它們會產生大的浪涌電流。相反，應采用瞬態電壓抑制器來剪切和防止快速瞬態尖峰。

在本應用中，背板從重置信號保持低位。當PCB長走線接觸時，ON引腳被D1肖特基二極管保持在0.4V以下。這將使LTC4213處于重置模式。當短走線接觸時，V(IN)電源連接到卡上。V(CC)引腳通過R1-C1濾波器偏置，V(OUT)由電阻R5預充。為了成功上電，R5電阻應該為關閉負載電路和SENSEN引腳的280μA下沉電流源提供足夠的初始啟動電流。另一方面，R5電阻值應在插板和故障情況下限制負載浪涌電流。當重置在背板處發出高信號，ON引腳處的電容器C2通過R3/R2電阻分壓器充電。當ON引腳電壓超過0.8V時，GATE引腳上升。柵極電壓最終達到峰值，外部MOSFET完全導通，以減小V(IN)和V(OUT)之間的電壓降。LTC4213在柵極過驅動電壓超過得爾塔V(GSARM)時監測負載電流。

結論

LTC4213是一款小封裝No R(SENSE)電子斷路器，非常適合具有低MOSFET插入損耗的低壓應用。它包括可選的雙電流水平和雙響應時間斷路器功能。該斷路器具有從地到V(CC)的寬工作輸入共模范圍。