深入剖析MAX5933A - MAX5933F/MAX5947A/B/C正高壓熱插拔控制器

在電子設計領域，熱插拔控制器對于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全至關重要。今天，我們就來詳細探討一下Maxim公司的MAX5933A - MAX5933F/MAX5947A/B/C正高壓熱插拔控制器，看看它有哪些獨特的性能和應用場景。

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一、產(chǎn)品概述

MAX5933A - MAX5933F/MAX5947A/B/C是一系列完全集成的熱插拔控制器，適用于+9V至+80V的正電源軌（MAX5947A/B/C）。它允許將電路板安全地插入和拔出帶電背板，而不會在背板電源軌上引起干擾。其中，MAX5947B與LT1641 - 2引腳和功能兼容，其他器件還提供了諸如有源高或有源低電源良好輸出選擇、鎖存/自動重試故障管理以及3.75%或0.94%的自動重試占空比選項等附加功能。

1. 電壓范圍與特性

• MAX5933A - MAX5933F：默認欠壓鎖定閾值為+31V，工作電源電壓范圍為+33V至+80V。
• MAX5947A/B/C：默認欠壓為+8.3V，工作電源電壓范圍為+9V至+80V。 所有器件均具有可編程模擬折返電流限制功能。如果器件在電流限制狀態(tài)下持續(xù)超過可編程時間，外部N溝道MOSFET要么被鎖存關閉（MAX5933A/MAX5933C/MAX5947A），要么在超時延遲后自動重啟（MAX5933B/MAX5933D/MAX5933E/MAX5933F/MAX5947B/MAX5947C）。

2. 工作溫度與封裝

這些器件的工作溫度范圍為-40°C至+85°C，采用8引腳SO封裝，方便在不同的應用場景中使用。

二、應用場景

1. 熱板插入

在需要頻繁插拔電路板的系統(tǒng)中，如服務器、通信設備等，該控制器可以確保在熱插拔過程中不會對背板電源造成干擾，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2. 電子斷路器

可用于保護電路免受短路或過流的影響，當檢測到異常電流時，及時切斷電路，防止設備損壞。

3. 工業(yè)高端開關/斷路器

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，提供可靠的電源控制和保護功能。

4. 網(wǎng)絡路由器和交換機

保障網(wǎng)絡設備的電源穩(wěn)定性，避免因插拔操作引起的電源故障。

5. 24V/48V工業(yè)/報警系統(tǒng)

適用于各種工業(yè)和報警系統(tǒng)，確保系統(tǒng)在不同電源條件下的正常工作。

三、產(chǎn)品特性

1. 兼容性

MAX5947B與LT1641 - 2引腳和功能兼容，方便用戶進行升級或替換。

2. 安全熱插拔

為+9V至+80V的電源范圍提供安全的熱插拔功能，允許在帶電背板上安全插入和拔出電路板。

3. 故障管理

提供鎖存/自動重試管理功能，可根據(jù)不同的應用需求選擇合適的故障處理方式。

4. 電源良好輸出

具有可編程的有源低或有源高電源良好輸出，方便用戶監(jiān)控電源狀態(tài)。

5. 折返電流限制

可編程的折返電流限制功能，可有效保護電路免受短路或過流的影響。

6. 高端驅(qū)動

為外部N溝道MOSFET提供高端驅(qū)動，確保MOSFET的可靠工作。

7. 內(nèi)置熱關斷

當芯片溫度達到+150°C時，自動關閉外部MOSFET，防止芯片過熱損壞。

8. 欠壓鎖定和過壓保護

具備欠壓鎖定（UVLO）和過壓保護功能，確保芯片在正常的電源電壓范圍內(nèi)工作。

9. 可編程電源上升速率

用戶可根據(jù)需要編程電源的上升速率，以滿足不同的應用需求。

四、電氣特性

1. 電源電壓范圍

• MAX5947A/B/C：9V至80V
• MAX5933A - MAX5933F：33V至80V

  2. 電源電流

  在VON = 3V，VCC = 80V的條件下，電源電流為1.4mA至3.5mA。

  3. 欠壓鎖定

• MAX5947A/B/C：欠壓鎖定閾值為7.5V至8.8V，滯后為0.4V。
• MAX5933A - MAX5933F：欠壓鎖定閾值為29.5V至32.5V，滯后為2V。

  4. 其他特性

  還包括FB低電壓閾值、FB滯后、FB輸入偏置電流、SENSE跳閘電壓、GATE上拉和下拉電流等電氣特性，這些特性共同保證了芯片的穩(wěn)定工作。

五、應用信息

1. 熱電路插入

當電路板插入帶電背板時，板上的電源旁路電容會從背板電源總線吸取高峰值電流，可能會損壞連接器引腳并導致系統(tǒng)電源干擾。該控制器通過控制MOSFET的導通和關斷，限制了涌入電流，確保了熱插拔的安全性。

2. 短路保護

采用可編程的折返電流限制和電子斷路器，可有效保護電路免受短路或過流的影響。當檢測到短路時，電流限制電路會調(diào)整GATE電壓，保持檢測電阻上的恒定電壓，從而限制電流。

3. TIMER功能

通過連接一個電容到TIMER引腳，可以編程芯片在電流限制狀態(tài)下的最大允許時間。當TIMER達到1.233V時，內(nèi)部故障鎖存器被設置，GATE被拉低，從而保護電路。

4. 欠壓和過壓檢測

ON引腳可用于檢測電源輸入的欠壓和過壓情況。當ON低于閾值電壓時，GATE被拉低，關閉MOSFET；當輸入電壓超過齊納二極管的擊穿電壓時，會觸發(fā)過壓保護，關閉MOSFET。

5. 電源良好檢測

通過比較FB引腳的電壓與內(nèi)部1.233V的精密參考電壓，PWRGD/PWRGD輸出可以指示輸出電壓的狀態(tài)，方便用戶監(jiān)控電源的穩(wěn)定性。

6. 電源瞬態(tài)保護

為了防止電源電壓尖峰損壞芯片，建議在VCC和GND之間使用0.1μF的旁路電容，并在輸入處使用瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）。

7. GATE電壓

GATE電壓被鉗位在輸入電壓以上最大18V，在最小輸入電源電壓為33V時，最小柵極驅(qū)動電壓為10V。在9V至20V的應用中，需要使用邏輯電平N - FET并在其柵極和源極之間使用適當?shù)谋Ｗo齊納二極管。

8. 熱關斷

當芯片溫度達到+150°C時，GATE被拉低，關閉外部MOSFET，直到芯片溫度冷卻到+130°C以下，故障條件才會解除。

六、布局考慮

為了實現(xiàn)準確的電流檢測，建議使用Kelvin連接。對于1oz銅箔，每個放大器的最小走線寬度為0.02英寸，推薦使用0.03英寸或更寬的走線。為了提高抗噪能力，應將電阻分壓器連接到ON引腳靠近芯片的位置，并保持VCC和GND的走線短。此外，從ON到GND連接一個0.1μF的電容也有助于抑制感應噪聲。

七、總結

MAX5933A - MAX5933F/MAX5947A/B/C正高壓熱插拔控制器具有豐富的功能和良好的性能，適用于各種需要熱插拔和電源保護的應用場景。在設計過程中，我們需要根據(jù)具體的應用需求選擇合適的器件，并注意布局和電源保護等方面的問題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在實際應用中是否遇到過熱插拔控制器的相關問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。