用于高速数字通信系统的热插拔电路设计的元件选择方法

入电容器或过滤器？

电路板将插入-48V背板中，所以要一个1.2V输出和60A峰值负载或72W转换器。和大多数电源制造商一样，建议在电源的Vin(+)引脚和Vin(-)引脚之间加一个220μF电容器，输入线电压可以在-75V至-35V之间，制造商指定在60A负载时最大输入电流为2.8A。另外你也可以自己计算该电流，最大输入电流出现于负载功率最大且输入电压最小时，即

Input max=Pout max/(Vin min×η)

=72W/(36V×0.72)=2.8A

其中η是该线路和负载条件下的最差效率。

选择MOSFET

根据要满足的技术规范，ETSI ETS300 132-2(100V瞬时电压持续100ms)或Bell Core Gr-513-CORE电信规范均可保证抵抗持续10ms -75V、持续10μs -100V和持续1μs -200V电涌。如果系统规范是承受100ms 100V电压,则需选择一个100V MOSFET，我们希望热插拔MOSFET上的电压降最小，同时使功率损失也最小。非故障条件下MOSFET的最大功率损失为：

P=Imax2×Rds(on)

如果考虑使用D2Pak封装的NTB52N10，其额定值为100V BVDSS，则在Vgs=10V时最大Rds(on)为30mΩ。最大Pwr(on)损失

P=Ipk2×Rds(on)max=2.82×0.03=0.24W

短路时的安全性

负载短路时，全部Vin都加在MOSFET上。这是最糟糕的情况，电流只受MOSFET Rds(on)和熔断丝电阻的限制。从控制器的技术规范出发，假定你正使用一个具有3μs传播延时的控制器，用于响应故障并下拉MOSFET基准以维持模拟电流限制，则最坏情况下的电流为：

Ifaultworstcase=Vinmax/(Rds(on)+Rfuse)=75V/(0.030+0.035)=1,154A

当然，随着MOSFET温度上升，其Rds(on)也将上升，最后从MOSFET曲线的线性区移到饱和区，MOSFET将自行限制到180A左右，短路时的功率为：

Pwrshortcircuit=Vinmax×Imax=75V×180A=13,500W

现在市场上有很多热插拔控制器出售，请密切注意所选择的电流驱动控制器的速度和驱动能力。Rsense电路断路器限制电压设为可接受的电大输入电流，同时必须检查短路情况下MOSFET的最差结温，它必须低于最大额定操作结温以确保设计安全可靠。