選擇 MOSFET Q₁

選擇 MOSFET Q₁ 時，重要的電氣參數(shù)包括最大持續(xù)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(dǎo)通電阻 R_DSON。

最大持續(xù)漏極電流 I_D 額定值必須超過最大持續(xù)負(fù)載電流。

最大漏源電壓 V_DS(MAX) 必須足夠高，以便承受應(yīng)用中所見的最高電壓?？紤]負(fù)載突降導(dǎo)致最高應(yīng)用電壓為 35V，因此該應(yīng)用選擇 V_DS 額定電壓為 40V 的 MOSFET。

TPS12000-Q1 可驅(qū)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(dǎo)通損耗，建議選擇合適的 R_DS(ON)。

根據(jù)設(shè)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(nèi)，確保至少大于 t_SC 定時。

選擇自舉電容器 C_BST

內(nèi)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(qū)動 BUK7J1R4-40H MOSFET 所需的自舉電容最小值

選擇最接近的可用標(biāo)準(zhǔn)值：100nF、10%。

對短路保護(hù)閾值進(jìn)行編程 – R_ISCP 選型

R_ISCP 用于設(shè)置短路保護(hù)閾值，該值可使用以下公式計算：

若要將短路保護(hù)閾值設(shè)置為 100A，則 R_ISCP 值計算結(jié)果為 40.5kΩ。

選擇最接近的可用標(biāo)準(zhǔn)值：40.2k?、1%。

在涉及較大 di/dt 的情況下，系統(tǒng)和布局寄生電感可能會在 CS+ 和 CS- 引腳之間產(chǎn)生較大的差分信號電壓。此操作可能會在系統(tǒng)中觸發(fā)錯誤的短路保護(hù)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(tǒng)的測試期間調(diào)整相應(yīng)的值。在通過 MOSFET VDS 檢測實現(xiàn)的電流檢測設(shè)計中，不得使用 RC 濾波器元件，以免影響短路保護(hù)響應(yīng)。

對故障計時器周期進(jìn)行編程 – C_TMR 選型

對于本文所討論的設(shè)計示例，允許的過流瞬態(tài)持續(xù)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(shè)置。使用以下公式可計算 C_TMR 的值以便將 t_SC 設(shè)置為 50μs：

選擇最接近的可用標(biāo)準(zhǔn)值：3.3nF，10%。

設(shè)置欠壓鎖定和過壓設(shè)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(wǎng)絡(luò)可調(diào)整欠壓鎖定 (UVLO) 和過壓設(shè)定點。設(shè)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(chǎn)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(jù)器件電氣規(guī)格，V_(OVR) = 1.24V 且 V_(UVLOR) = 1.24V。根據(jù)設(shè)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(biāo)準(zhǔn) 1% 電阻值：R₁ = 470k?，R₂ = 88.7k?，且 R₃ = 19.6k?。