跳到主要内容

AN-CM-246在超级电容器应用中使用对话框的GreenFET负载开关雷竞技安卓下载

内容

术语和定义

ACL.主动电流限制
我知道了集成电路
PCB.印刷电路板

参考

  1. SLG59M1717V,数据表,对话半导体。雷竞技电竞平台
  2. AN-1068 GreenFet和高压Greenfet负载基础,应用笔记,对话半导体雷竞技电竞平台

作者:Andrii Hrypa和Petro Zeykan

介绍

电容是系统存储电荷的能力(图1)。电容值是在导电板上累积的电荷与施加电压的比率:

图1:用介电层分开两个带电导电板

并联板系统的电容与板区成比例S.并与距离成反比D.在这两个导电板之间。

在哪里

ε.- 介电材料的绝对介电常数;

S.- 导电板的正方形;

D.- 两个导电板之间的距离。

设计用于存储电荷的部件称为电容器。在电子电路中,电容器可以以各种不同的方式使用:耦合和去耦效果,整流器的平滑输出信号,作为定时元件等。

可以存储大量电荷的电容器称为超级电容器或超级电容器。超级电容器的电极由具有高表面积的材料制成。这允许在不增加电容器尺寸的情况下保持更多的充电。

超级电容器内部和当电极充电时具有电解质,电解质根据电极的电荷(图2)。该电荷分离产生两个相反的带电层。这种系统的行为类似于串联的两个传统电容器。这些电容器具有几纳米厚的板分离距离。

图2:超级电容器结构和电荷分布

增加的表面积和小板分离距离的组合增加了存储在超级电容器中的电容和能量。

设计描述

在此应用笔记中,我们将介绍如何应用Dialog的NFET SLG59M171719V负载开关,以进入超级电容或非常高的电容负载。为了实现非常大的电容负载,(3)5 V,0.22F超级电容器并联连接。SLG59M1717V是一种高性能,4MΩ,5个单通道,富有的功能丰富的NFET负载开关,专为所有0.8 V至5.5 V电源轨应用而设计。雷竞技安卓下载除了世界级的RDS,SLG59M1717V采用两级过电流保护:(1)电阻可调有源电流限制和(2)固定的1.6个短路电流限制。

在电容式/电阻负载应用中,对话框的SLG59M1717V的典型连接示于雷竞技安卓下载图3.

图3:SLG59M1717V的典型应用图

启动INRUSH当前考虑

当将电压施加到放电(或不带电)电容器时,大的初始电流可以通过Greenfet负载开关流过。该电流称为浪涌电流,可以通过以下等式计算:

在哪里

C- 是总负载电容;

DV.
DT.
- 负载开关V出去压升期间的转换速率。

为了减少给定负载电容的浪涌电流,有必要减少V.出去负载开关的转换速率。SLG59M1717V的SLG59M1717V的转换速率控制回路的等效电路,其中VIN和VOUT引脚的电容器显示在图4.

图4:SLG59M1717V的等效弹速控制环路电路

对于所需的v出去转换率(v出(SR)),相应的c选择值。在VOUT引脚和=低电平,内部FET关闭,V出去最初在0 V,C上没有存储的电荷加载。当低到高的过渡应用于IC的销钉时,内部电流源(I1)被启用,反过来,压电外部转换速率电容器C。SLG59M1717V的内部微功率运算放大器设置了电路的v出(SR)基于其非反相引脚的节点电压的转换速率(盖子引脚处的电压)。

电容式负载操作

图5.,典型的SLG59M1717示出了用于电阻和电容负载的电动行为。可以观察到,输出电压和电流通过格林赛量负载开关线性变化。

图5:V的典型上电操作波形D. D.= V.= 4 V,R=40kΩ,c= 10 NF,
R.加载=100Ω,c加载=10μF

在这个例子中,10个nf c电容器将转换速率设定为大约1.1V / ms,因此浪涌电流仅为11 mA。在使用0.66F超级电容器时,产生的浪涌电流显着增加,并且在上电时观察到非线性斜坡(参见图6.)。由于浪涌电流高于格林赛量加载开关的iACL.阈值(由外部r设置电阻),激活负载开关的内部过电流保护。保持负载电容器的充电电流超过负载开关的IACL.阈值,ACL监视器增加了FET电阻。但是,如果由于FET电阻增加而导致管芯温度升高的过载情况持续存在,则格林赛量负载开关的内部热关断保护电路将被激活。如果模具温度超过150°C,则负载开关的内部热关断保护电路完全关闭FET,从而允许模具冷却。当模具冷却到负载开关的较低的130°C温度阈值时,FET会自动打开。只要输出电流过载条件仍然存在,此过程可能重复。

根据以上,具有高电流的充电超级电容器导致连续接通/关闭负载开关,V上面出现“SAW”出去(看图6.)。要为这种大负载电容充电,则为C选择2μF电容。它将转换速率设定为5.75 v / s,从而将浪涌电流限制为3.8a(见图7.)。

即使C.选择和保护电路在上电时不会触发,我们建议检查包装案例温度。如果在上电时,包装壳体温度升高到20°C至30°C,我们建议增加C.值直到壳体温度上升小于30°C(或更低),否则频繁过热循环可能会影响负载开关的长期可靠性。

图6:电流电流限制和热保护操作在高电容负载上加电,由v的不正确的Greenfet负载开关转换速率设置引起的D. D. = V.= 4 v,我ACL.= 5.7 A,R =40kΩ,c= 10 nf,c加载= 0.66 f,r加载=100Ω.
图7:高电容负载的典型电源,具有适当的Greenfet负载开关转换速率设置D. D. = V.= 4 v,我ACL.= 5.7 A,R=40kΩ,c =2μF, C加载= 0.66 f,r加载=100Ω.

结论

没有任何控制的高电容负载可能会导致大的浪涌电流,这可能严重损坏负载开关以及负载开关下游的任何电路。此外,大电容载荷的充电可能导致频繁的过热循环,可以影响任何负载开关的长期可靠性。为了解决这个问题,对话半导体提供广泛的高性能N雷竞技电竞平台FET负载开关,具有至少一个或多个保护功能,如可调浪涌电流控制,有源电流限制,热关断保护。有关对话框的负载交换机系列具有高级功能的更多信息,请访问www.dialog-semicondiondumminector.com.