ホットスワップコントローラ - ハイサイドMOSFET駆動原理

ここでは、ADIの LTC4210 を例として、代表的なシングルチャネル5Vホットスワップ対応コネクタについて説明します。

LTC4210 は、チャージポンプを用いてNチャネルMOSFET(Q1)を駆動します。

駆動原理: コントローラ内部のチャージポンプがVCC(5V)を昇圧し、GATEピンに高電圧(>10V)を生成します。これにより、Si4410DY(低オン抵抗MOSFET)が完全にオンになります。

制御方式: GATEピンには、RCネットワーク(直列100Ω + 並列100Ω + グランドへの0.01μF)によりゲートの周波数補償回路(「ゲート周波数補償」の原理に対応)が実装されています。

  • 100Ω直列抵抗: 高周波の寄生発振(>1MHz)を抑制し、ゲートのシンク電流を制限します。
  • 0.01μFシャントコンデンサ: 総ゲート容量を増加させ、電圧の立ち上がり速度を制御します(ソフトスタートの中核)。
  • 100Ωプルダウン抵抗: 故障時にGATE電圧を迅速にプルダウンし、MOSFETをオフにします。

波形による検証: 電源投入時、VOUTは0Vからゆっくり立ち上がりますが、これはGATE電圧がゆっくり上昇することによる直接的な結果であり、ソフトスタートの電圧ランプに対応しています。

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