ホットスワップコントローラ - 回路ブレーカ遅延ターンオフ

回路ブレーカ遅延ターンオフ(tCBDELAY は、ホットスワップ対応コントローラにおける重要な多層故障保護機構です。主な目的は以下の2点です。

  1. 過渡過電流の吸収: 負荷の過渡スパイク(コンデンサの充電、モータ起動など)による誤シャットダウンを防止し、通常の過渡現象時においてもシステムの連続動作を維持します。
  2. パワーデバイスの保護: 持続的な過電流または短絡が発生した場合、一定時間後にMOSFETをシャットダウンすることで、定電流領域での動作中にMOSFETが過熱して焼損するのを防ぎます。

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

回路ブレーカの遅延はTIMERコンデンサの充電によって決定されます: コントローラは内部の60μA電流源を使用して外部コンデンサCTIMERを充電します。コンデンサ電圧が0VからCOMP2の閾値である1.3Vまで充電されると、回路ブレーカによるシャットダウンが実行されます。

コンデンサ充電の式より:
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遅延時間について整理すると: tCBDELAY = 1.3V × 0.22μF / 60μA ≈ 4.7ms

故障検出時: 過電流状態が4.7ms以上継続し、かつTIMER電圧が1.3V(COMP2の閾値)に達すると、コントローラは直ちにGATEをローにプルダウンしてQ1をシャットダウンします。

自動リトライ(LTC4210-3の機能): 故障によるシャットダウン後、TIMERコンデンサは放電され、自動的に再起動します。

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