MOSFET宁静使命区对热插拔利用的意思-KIA MOS管

即便是在拔出和拔出电路板和卡停止维修或调剂容量时，使命关头的伺服器和通讯装备也必须可以或许不中断使命。热插拔节制器 IC 经由过程软启动电源，撑持从正在使命的体系中拔出或移除电路板，从而防止了呈现毗连火花、背板供电搅扰和电路板卡复位等题目。

节制器 IC 驱动与拔出电路板之电源相串连的功率 MOSFET 开关 (图 1)。电路板拔出后，MOSFET 开关迟缓接通，如许，流入的浪涌电流对负载电容充电时可以或许坚持在宁静程度。

MOSFET SOA 热插拔

图1：可拔出电路板的热插拔节制器

CONNECTORS：毗连器

BACKPLANE：背板

HOT SWAP CONTROLLER：热插拔节制器

当热插拔电路呈现毛病时，软弱关键普通在 MOSFET 开关上，是以可以或许会侵害或粉碎热插拔节制器。MOSFET 呈现毛病罕见的缘由是在选件时不正视其宁静使命区 (SOA)。

相反，挑选 MOSFET 时首要斟酌了电阻 (RDS(on)) 上漏-源极和最大漏极电流 (ID(max))。或，新设想基于负载电容较小的老款设想，一样的 MOSFET 可以或许很好的使命。

大局部功率 MOSFET 针对低 RDS(on) 和疾速开关停止了优化，良多电源体系设想师习气面向这些特征来挑选 MOSFET，而 MOSFET 在光鲜较着时候于高消耗开关状况下过渡，却在电路疏忽了 SOA。

在 MOSFET 制作商参数挑选表中不 SOA，它并不能赞助。即便是注重到 SOA，因为 SOA 数据凡是是基于计较而不是测试数据，是以，利用的降额或余量并不较着。

MOSFET宁静使命区

SOA 是对 MOSFET 在脉冲和 DC 负载时功率处置才能的权衡。在 MOSFET 产物手册的图表中停止了论述，如图 2 的实例所示。其 x 轴是 MOSFET 漏-源极电压 (VDS)，而 y 轴是漏极电流 (ID)；两个轴都利用了对数坐标。

在这张图中，直线 (每条代表差别的 tP) 表现恒定 MOSFET 功率。每条线代表了 MOSFET 在某一脉冲宽度 tP 时许可的功耗，tP 的规模在微秒至无限大 (DC)。

比方，图中显现了对 10ms 脉冲，MOSFET 漏-源极上有 5V 电压，流过的电流为 50A，计较获得功耗是 250W。一样脉冲宽度下较低的功耗保障了宁静 MOSFET 使命，图中标注为 10ms 线下面的地区，这便是 “宁静使命区”。

图的两头是由接通电阻、漏-源极击穿电压、和最大脉冲漏极电流决议。

MOSFET SOA 热插拔

图 2：PSMN3R4-30BLE N 沟道 MOSFET 的宁静使命区

为甚么SOA对热插拔利用很是首要?

电路中接纳的大局部功率 MOSFET 都可以或许疾速接通和关断，以纳秒的时候处于高消耗转换状况。在这类利用中，SOA 并不是首要题目。

相反，SOA 对热插拔电路是很是首要，供给了输入浪涌电流节制 (软启动)、限流和电路断路器功效。要懂得这一点，请看热拔出电路板的启动波形 (图 3a)。

当电路板拔出到 12V 背板电源时，热插拔节制器期待毗连器打仗反弹实现，随后软启动 MOSFET 栅极。而后，输入电压跟从并在 40ms 内到达 12V。在这一软启动时代，会有 200mA 的电容充电电流流过 MOSFET，而其漏-源极电压从 12V (= 12VIN ? 0VOUT) 几近降至 0V (= 12VIN ? 12VOUT)。

在负载上呈现短路时 (图 3b)，节制器将 MOSFET 上的电流限定在 6A，电压为12V (= 12VIN ? 0VOUT)。这一 72W 功耗状况延续 1.2ms，直至电路断路器按时器计时竣事。

在启动浪涌和限流等状况中，须要热插拔 MOSFET 处置延续数百微秒至数十毫秒的明显功耗，应注重其 SOA 机能。

MOSFET SOA 热插拔