• AdvancedTCA 系統(tǒng)：為該系統(tǒng)提供可靠的電源管理和熱插拔功能。
• 電信基礎(chǔ)設(shè)施：滿足電信設(shè)備對(duì)電源穩(wěn)定性和熱插拔的要求。
• - 48V 分布式電源系統(tǒng)：在分布式電源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
• 電源監(jiān)測(cè)：可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源的電流、電壓和故障狀態(tài)。

2. 電氣特性

2.1 一般特性

• 并聯(lián)穩(wěn)壓器電壓：在 (I_{IN}=5mA) 時(shí)，(V_Z) 范圍為 10.65V 至 11.8V。
• 并聯(lián)穩(wěn)壓器負(fù)載調(diào)整率：(I_{IN}) 從 5mA 到 25mA 變化時(shí)，(Delta V_Z) 最大為 600mV。
• (V_{IN}) 電源電流：在 (V_{IN}=VZ - 0.3V) 時(shí)，(I{IN}) 最大為 5mA。
• (V_{IN}) 欠壓鎖定閾值：(V{IN}) 上升時(shí)，(V{IN(UVLO)}) 范圍為 8.5V 至 9.5V。
• (V_{IN}) 欠壓鎖定滯后：(Delta V_{IN(UVLO)}) 范圍為 0.3V 至 1V。
• 內(nèi)部穩(wěn)壓器電壓：在 (I{LOAD}=1mA) 至 20mA，(I{IN}=25mA) 時(shí)，(INTV_{CC}) 范圍為 4.75V 至 5.25V。

2.2 柵極驅(qū)動(dòng)特性

• GATE 引腳輸出高電壓：在 (V{IN}=10.65V) 時(shí)，(V{GATEH}) 范圍為 10V 至 10.5V。
• GATE 引腳拉電流：(V{GATE}=4V) 時(shí)，(I{GATE(UP)}) 范圍為 - 7.5μA 至 - 15.5μA。
• GATE 關(guān)斷電流：在不同條件下，(I_{GATE(OFF)}) 有不同的取值范圍。
• SENSE 高到電流限制傳播延遲：在不同 (V{SENSE}) 條件下，(t{PHL(SENSE)}) 最大為 1.5μs。

2.3 其他特性

• 定時(shí)器特性：(TMR) 引腳具有高、低閾值和拉電流、拉電流特性，用于設(shè)置各種延遲。
• 輸出引腳特性：(PG)、(PGIO) 引腳輸出低電壓和泄漏電流有相應(yīng)的規(guī)范。
• ADC 特性：分辨率為 10 位，具有積分非線性、失調(diào)誤差、滿量程電壓等參數(shù)。
• (I^{2}C) 接口特性：包括輸入閾值、輸入電流、時(shí)鐘頻率、時(shí)序等參數(shù)。

3. 典型性能特性

文檔中給出了多個(gè)典型性能特性曲線，如并聯(lián)穩(wěn)壓器電壓與輸入電流、溫度的關(guān)系，GATE 輸出高電壓與溫度的關(guān)系等。這些曲線有助于工程師在不同的工作條件下了解產(chǎn)品的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

4. 引腳功能

4.1 ADC 相關(guān)引腳

• ADIN：ADC 輸入引腳，可測(cè)量 0V 至 2.56V 的電壓。
• ADIN2：第二個(gè) ADC 輸入引腳，QFN 封裝中不可用。

4.2 通信相關(guān)引腳

• ADR0、ADR1：串行總線地址輸入引腳，可配置九種可能的地址。
• SCL：串行總線時(shí)鐘輸入引腳。
• SDAI：串行總線數(shù)據(jù)輸入引腳。
• SDAO：串行總線數(shù)據(jù)輸出引腳，在單總線廣播模式下可發(fā)送數(shù)據(jù)。

4.3 控制相關(guān)引腳

• EN：設(shè)備使能輸入引腳，控制 N 溝道 FET 的開啟和關(guān)閉。
• ON：控制輸入引腳，上升沿開啟外部 N 溝道 FET，下降沿關(guān)閉。
• GATE：N 溝道 FET 柵極驅(qū)動(dòng)輸出引腳。
• OV：過壓檢測(cè)輸入引腳，電壓高于 1.77V 時(shí)關(guān)閉 N 溝道 FET。
• UVH：欠壓高電平輸入引腳，電壓高于 2.56V 時(shí)允許傳輸晶體管開啟。
• UVL：欠壓低電平輸入引腳，電壓低于 2.291V 時(shí)關(guān)閉傳輸晶體管。

4.4 其他引腳

• DRAIN：漏極感應(yīng)輸入引腳，用于監(jiān)測(cè)電源是否可用。
• SENSE：電流限制感應(yīng)輸入引腳，監(jiān)測(cè)負(fù)載電流。
• PG、PGIO：電源良好狀態(tài)輸出引腳，可用于控制其他模塊的開啟。
• TMR：延遲定時(shí)器輸入引腳，設(shè)置各種延遲時(shí)間。
• SS：軟啟動(dòng)輸入引腳，控制浪涌電流的上升速率。

5. 工作原理

5.1 啟動(dòng)過程

啟動(dòng)時(shí)，SS 引腳電壓轉(zhuǎn)換為電流 (I{GATE(UP)}) 拉高 GATE 引腳，當(dāng)傳輸晶體管開始導(dǎo)通時(shí)，(I{RAMP}) 流經(jīng) (C{R}) 對(duì)輸出電壓 (V{OUT}) 進(jìn)行斜坡控制，浪涌電流 (I{INRUSH}=(C{L}/C{R})cdot I{RAMP})。

5.2 過流保護(hù)

ACL 放大器通過監(jiān)測(cè) SENSE 引腳電壓和檢測(cè)電阻 RS 來實(shí)現(xiàn)過流和短路保護(hù)。過流時(shí)，ACL 放大器將電流限制在 50mV/RS，530μs 超時(shí)后關(guān)閉傳輸 FET。短路時(shí)，當(dāng) (V_{SENSE}) 超過 250mV，快速響應(yīng)比較器立即拉低 GATE 引腳。

5.3 電源良好監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè) DRAIN 和 GATE 電壓來確定負(fù)載是否有電源。PG 引腳和 PGIO 引腳依次輸出電源良好信號(hào)，每個(gè)信號(hào)都有去抖延遲。PGI 引腳作為看門狗，監(jiān)測(cè) DC/DC 模塊的輸出，若輸出異常則關(guān)閉設(shè)備。

5.4 故障處理

在多種故障條件下，如 ON 引腳低電平、EN 引腳高電平、欠壓、過壓、過流等，F(xiàn)ET 會(huì)被關(guān)閉。部分故障條件清除后，設(shè)備可自動(dòng)進(jìn)入啟動(dòng)序列；部分故障可通過編程控制是否自動(dòng)重試。

6. 應(yīng)用信息

6.1 電源輸入

電源通過外部限流電阻 (R{IN}) 從 - 48V RTN 接入 (V{IN}) 引腳，內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器將 (V_{IN}) 鉗位在 11.2V，為 GATE 驅(qū)動(dòng)器供電。內(nèi)部線性穩(wěn)壓器從 11.2V 電源獲取 5V 為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和邏輯控制電路供電。

6.2 啟動(dòng)和浪涌控制

啟動(dòng)前需滿足多個(gè)條件，如 (V{IN}) 和 (INTV{CC}) 超過欠壓鎖定閾值，UVH、UVL 和 OV 引腳電壓在合適范圍內(nèi)，EN 引腳拉低等。這些條件需在啟動(dòng)去抖延遲期間一直滿足，延遲時(shí)間由連接到 TMR 引腳的外部電容 (C_{TMR}) 決定。

6.3 電源良好監(jiān)測(cè)

當(dāng)傳輸晶體管的 (V{DS}) 低于 1.77V 且 GATE 引腳高于 (V{Z}-1.2V) 時(shí)，內(nèi)部電源良好信號(hào)被鎖存，隨后 PG 引腳和 PGIO 引腳依次輸出電源良好信號(hào)。PGI 引腳需在特定延遲內(nèi)拉低，否則 FET 會(huì)被關(guān)閉。

6.4 關(guān)斷和自動(dòng)重試

在多種故障條件下，F(xiàn)ET 會(huì)被關(guān)閉，部分故障條件清除后可自動(dòng)重試。不同故障的自動(dòng)重試延遲時(shí)間不同，例如過流故障后的冷卻時(shí)間為 (4t_{D})。

6.5 故障類型及處理

• 過流故障：SENSE 引腳電壓超過 50mV 時(shí)，啟動(dòng)電流限制環(huán)路和 530μs 斷路器定時(shí)器，超時(shí)后關(guān)閉 FET。若過流自動(dòng)重試位已設(shè)置，冷卻時(shí)間 (4t_{D}) 后 FET 會(huì)自動(dòng)開啟。
• 過壓故障：OV 引腳電壓高于 1.77V 時(shí)，立即關(guān)閉傳輸晶體管，設(shè)置過壓存在位和過壓故障位。OV 引腳電壓低于閾值后，若無禁用自動(dòng)重試，晶體管可立即開啟。
• 欠壓故障：UVL 引腳電壓低于 2.291V 且 UVH 引腳電壓低于 2.56V 時(shí)，發(fā)生欠壓故障，設(shè)置欠壓存在位和欠壓故障位。條件滿足且無禁用自動(dòng)重試，延遲 (t_{D}) 后 FET 會(huì)開啟。
• FET 短路故障：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器測(cè)量的電流檢測(cè)電壓大于等于 2mV 且 FET 關(guān)閉時(shí)，報(bào)告 FET 短路故障，設(shè)置相應(yīng)位。
• 電源不良故障：FET 開啟且電源良好輸出拉低后，PGI 引腳在 4tD 延遲內(nèi)未拉低，關(guān)閉 FET，設(shè)置電源不良存在位和電源不良故障位。若啟用自動(dòng)重試或清除故障位，延遲 (t_{D}) 后 FET 會(huì)再次開啟。
• 外部故障監(jiān)測(cè)：FLTIN 引腳和 PGIO 引腳可監(jiān)測(cè)外部故障條件，如保險(xiǎn)絲熔斷。故障發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的寄存器位會(huì)被設(shè)置。

6.6 故障警報(bào)和復(fù)位

FAULT 寄存器中的故障位設(shè)置后，可通過設(shè)置 (ALERT) 寄存器中的相應(yīng)位生成總線警報(bào)。故障警報(bào)發(fā)出后，需清除故障位或出現(xiàn)新故障才會(huì)再次發(fā)出警報(bào)。故障可通過多種方式復(fù)位，如向 FAULT 寄存器寫入零、ON 引腳或 D3 位從高到低變化、UVL 引腳低于 1.21V 等。

6.7 開關(guān)控制

可使用 ON、EN、UV/OV、FLTIN 或 PGIO 引腳以及 (I^{2}C) 端口進(jìn)行開關(guān)控制。不同的控制方式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，如光隔離控制、邏輯控制、彈出開關(guān)或環(huán)路連接檢測(cè)等。

6.8 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器

LTC4261/LTC4261 - 2 內(nèi)置 10 位 (Delta sum) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，可連續(xù)監(jiān)測(cè) SENSE、ADIN2/OV 和 ADIN 引腳的電壓。ADC 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器中，更新頻率為 7.3Hz?？赏ㄟ^設(shè)置 CONTROL 寄存器位 D5 進(jìn)入測(cè)試模式，用于軟件測(cè)試。

6.9 PGIO 引腳配置

PGIO 引腳可配置為多種狀態(tài)，如第二電源良好信號(hào)就緒時(shí)拉低、高阻抗、通用輸出或通用輸入。配置為通用輸出時(shí)，發(fā)送位 C6 的狀態(tài)；配置為通用輸入時(shí)，輸入電壓高于 1.25V 時(shí)設(shè)置相應(yīng)的寄存器位。

6.10 設(shè)計(jì)示例

以 200W 應(yīng)用為例，介紹了設(shè)計(jì)流程，包括計(jì)算最大輸入電流、選擇檢測(cè)電阻、設(shè)置浪涌電流、選擇 FET 等步驟。通過合理的設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇，可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

6.11 布局考慮

為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流檢測(cè)，建議采用 Kelvin 連接，并使用合適的走線寬度。LTC4261 的 (VEE) 引腳應(yīng)連接到獨(dú)立的平面，與 - 48V 輸入平面分開，以提高抗噪能力。

6.12 (I^{2}C) 接口

LTC4261/LTC4261 - 2 具有 (I^{2}C) 接口，支持多種命令，如讀字節(jié)、寫字節(jié)、讀字和寫字等。接口包括啟動(dòng)和停止條件、卡住總線復(fù)位、設(shè)備尋址、確認(rèn)、寫協(xié)議、讀協(xié)議和警報(bào)響應(yīng)協(xié)議等功能。

6.13 單總線廣播模式

該模式下，無需時(shí)鐘 SCL 線，選定的寄存器數(shù)據(jù)可通過 SDAO 引腳發(fā)送。數(shù)據(jù)以 15.3kHz ±20% 的串行數(shù)據(jù)速率廣播，采用類似曼徹斯特編碼的方式，方便微控制器或 FPGA 解碼。文中還給出了數(shù)據(jù)接收的建議步驟。

7. 典型應(yīng)用

文檔中給出了多個(gè)典型應(yīng)用電路，如使用 LTC4261 和熱敏電阻監(jiān)測(cè)溫度的電路，以及在單總線廣播模式下的應(yīng)用電路。這些電路為工程師提供了實(shí)際的設(shè)計(jì)參考，有助于快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能。

8. 總結(jié)

LTC4261/LTC4261 - 2 負(fù)電壓熱插拔控制器是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的產(chǎn)品，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。通過對(duì)其特性、電氣特性、引腳功能、工作原理和應(yīng)用信息的詳細(xì)了解，工程師可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，還需參考文檔中的典型性能特性曲線和典型應(yīng)用電路，以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，注意布局考慮和 (I^{2}C) 接口的使用，避免出現(xiàn)信號(hào)干擾和通信故障等問題。希望本文對(duì)電子工程師在使用 LTC4261/LTC4261 - 2 時(shí)有所幫助，大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到問題可以一起交流探討。