LTC ホット･スワップ･コントローラ

1

+ VCC SENSE GATE LTC1422 GND TIMER ON 8 3 4 7 6 R2 10Ω 5% R3 6.81k 1% R4 2.43k 1% R1 0.005Ω MTB50N06VQ1 C1 0.1µF C4 2200µF VOUT 5V VCC ON/RESET GND 1422 TA01 PLUG-IN CARD BACKPLANE C2 0.33µF 5 2 1 FB RESET RESET µP CONNECTOR 1 CONNECTOR 2

ホット･スワップ･コントローラ

特長

■ _{電源の入ったバックプレーンへの挿入、引き抜きを} 安全に行う ■ _{プログラム可能な遅延付きシステム･リセット出力} ■ _{プログラム可能な回路ブレーカ} ■ _{ユーザがプログラム可能な供給電圧上昇レート} ■ _{外部NチャネルFET用のハイサイドドライバ} ■ _{2.7V∼12Vまで可能な供給電圧の制御} ■ _{低電圧ロックアウト} ■ _{ソフト･リセット入力} ■ RESET用グリッチ･フィルタ

アプリケーション

■ _{ボードの活線挿入} ■ _{電子回路ブレーカ}

概要

LTC®1422は電源の入った状態でのバックプレーンから の安全な挿入引き抜きを可能にする8ピンのホットス ワップTM（活線挿抜）コントローラです。外付けNチャネ ル･パス･トランジスタを使用し、ボードへの供給電圧を 徐々に増加させるプログラミングが可能です。ハイサイ ドスイッチ･ドライバは2.7V∼12Vの電圧を供給するた めにNチャネルのゲートを制御することができます。 プログラム可能な電子回路ブレーカにより短絡から保護 します。RESET出力は電源電圧がプログラム電圧以下に 低下すると、システム･リセットを発生することができ ます。ONピンを使用して、ボードの電源を循環させた り、ソフト･リセットを生成することができます。 LTC1422は8ピンPDIPおよびSOパッケージで供給されます。 、LTC、LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。 ホット･スワップはリニアテクノロジー社の商標です。

標準的応用例

5Vホット･スワップ

2

ORDER PART

NUMBER

TJMAX = 150°C, θJA = 130°C/W (N) TJMAX = 150°C, θJA = 150°C/W (S) 1 2 3 4 8 7 6 5 TOP VIEW N8 PACKAGE 8-LEAD PDIP S8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC SO RESET ON TIMER GND VCC SENSE GATE FB

LTC1422CN8

LTC1422CS8

LTC1422IN8

LTC1422IS8

S8 PART MARKING

1422

1422I

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

DC Characteristics

ICC VCC Supply Current ON = VCC ● 0.65 1.00 mA

VLKO VCC Undervoltage Lockout ● 2.40 2.47 2.55 V

VLKH VCC Undervoltage Lockout Hysteresis 120 mV

VFB FB Pin Voltage Threshold ● 1.220 1.232 1.244 V

∆VFB FB Pin Threshold Line Regulation 3V ≤ VCC ≤ 12V ● 0.5 2.5 mV

VFBHST FB Pin Voltage Threshold Hysteresis 2.0 mV

VTM TIMER Pin Voltage Threshold ● 1.208 1.232 1.256 V

∆VTM TIMER Pin Threshold Line Regulation 3V ≤ VCC≤ 12V ● 2 15 mV

VTMHST TIMER Pin Voltage Threshold Hystersis 45 mV

ITM TIMER Pin Current Timer On, GND ≤ VTIMER≤ 1.5V ● – 2.5 – 2.0 – 1.5 µA

Timer Off, VTIMER = 1.5V 10 mA

VCB Circuit Breaker Trip Voltage VCB = (VCC – VSENSE) ● 44 50 64 mV

ICP GATE Pin Output Current Charge Pump On, VGATE = GND ● – 12 – 10 – 8 µA

Charge Pump Off, VGATE = VCC 10 mA

∆VGATE External N-Channel Gate Drive VGATE – VCC ● 10 12 14 V

VONHI ON Pin Threshold High ● 1.25 1.30 1.35 V

VONLO ON Pin Threshold Low ● 1.20 1.23 1.26 V

VONHYST ON Pin Hysteresis 80 mV

VOL Output Low Voltage RESET, IO = 3mA ● 0.14 0.2 V

IPU Logic Output Pull-Up Current RESET = GND – 12 µA

tRST Soft Reset Time ● 22 30 38 µs

絶対最大定格

電源電圧（VCC）... 13.2V 入力電圧（TIMER、SENSE）... −0.3V∼VCC＋0.3V 入力電圧（FB、ON）... −0.3V∼13.2V 出力電圧（RESET）  ... −0.3V∼13.2V 出力電圧（GATE）... −0.3V∼20V 動作温度範囲 LTC1422C ... 0℃∼70℃ LTC1422I ... −40℃∼85℃ 保存温度範囲 ... −65℃∼150℃ リード温度（半田付け、10秒）... 300℃

パッケージ/発注情報

ミリタリ･グレードに関してはお問い合わせください。

電気的特性 

注記がない限り、VCC＝5V、TA＝25℃ ● は全動作温度範囲の規格値を意味する。

3

SUPPLY VOLTAGE (V) 2 0 GATE VOLTAGE (V) 5 10 15 20 30 4 6 8 10 1422 G03 12 14 25 TA = 25°C SUPPLY VOLTAGE (V) 2

FEEDBACK THRESHOLD VOLTAGE (V)

1.2350 1.2345 1.2340 1.2335 1.2330 1.2325 1.2320 4 6 8 10 1422 G07 12 14 TA = 25°C HIGH THRESHOLD LOW THRESHOLD TEMPERATURE (°C) – 55 16.4 GATE VOLTAGE (V) 16.6 17.0 17.2 17.4 65 18.2 1422 G04 16.8 5 – 35–15 25 45 85 105 125 17.6 17.8 18.0 VCC = 5V SUPPLY VOLTAGE (V) 2 0 SUPPLY CURRENT ( µ A) 200 400 600 800 1200 4 6 8 10 1422 G01 12 14 1000 TA = 25°C TEMPERATURE (°C) – 55 550 SUPPLY CURRENT ( µ A) 575 625 650 675 65 775 1422 G02 600 5 – 35 –15 25 45 85 105 125 700 725 750 VCC = 5V SUPPLY VOLTAGE (V) 2 4 GATE CURRENT ( µ A) 6 8 10 12 16 4 6 8 10 1422 G05 12 14 14 TA = 25°C FEEDBACK TRANSIENT (mV) 0 10

GLITCH FILTER TIME (

µ s) 20 30 40 50 70 40 80 120 160 1422 G09 200 240 60 TA = 25°C TEMPERATURE (°C) – 55

FEEDBACK THRESHOLD VOLTAGE (V)

65 1.237 1.236 1.235 1.234 1.233 1.232 1.231 1.230 1.229 1.228 1422 G08 5 – 35 –15 25 45 85 105 125 HIGH THRESHOLD LOW THRESHOLD TEMPERATURE (°C) – 55 8.6 GATE CURRENT ( µ A) 8.8 9.2 9.4 9.6 65 10.4 1422 G06 9.0 5 – 35–15 25 45 85 105 125 9.8 10.0 10.2 VCC = 5V

標準的性能特性

電源電流と電源電圧 電源電流と温度 ゲート電圧と電源電圧 ゲート電圧と温度 ゲート電流と電源電圧 ゲート電流と温度 帰還スレッショルド電圧 と電源電圧 帰還スレッショルド電圧 と温度 グリッチ･フィルタ時間と 帰還過渡電圧

4

SUPPLY VOLTAGE (V) 2

TIMER THRESHOLD VOLTAGE (V)

1.244 1.242 1.240 1.238 1.236 1.234 1.232 4 6 8 10 1422 G10 12 14 TA = 25°C SUPPLY VOLTAGE (V) 2 2.0 TIMER CURRENT ( µ A) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.6 4 6 8 10 1422 G12 12 14 2.5 TA = 25°C TEMPERATURE (°C) – 55

TIMER THRESHOLD VOLTAGE (V)

65 1.242 1.241 1.240 1.239 1.238 1.237 1.236 1.235 1.234 1.233 1422 G11 5 – 35–15 25 45 85 105 125 VCC = 12V VCC = 5V VCC = 3V TEMPERATURE (°C) – 55 TIMER CURRENT ( µ A) 65 2.45 2.40 2.35 2.30 2.25 2.20 2.15 2.10 2.05 2.00 1422 G13 5 – 35–15 25 45 85 105 125 VCC = 5V SUPPLY VOLTAGE (V) 2

ON PIN THRESHOLD VOLTAGE (V)

1.32 1.30 1.28 1.26 1.24 1.22 1.20 4 6 8 10 1422 G14 12 14 TA = 25°C LOW THRESHOLD HIGH THRESHOLD TEMPERATURE (°C) – 55

ON PIN THRESHOLD VOLTAGE (V)

65 1.38 1.36 1.34 1.32 1.30 1.28 1.26 1.24 1.22 1.20 1422 G15 5 – 35–15 25 45 85 105 125 VCC = 5V INPUT HIGH INPUT LOW TEMPERATURE (°C) – 55 40

CURRENT LIMIT THRESHOLD (mV) ₄₅

55 60 65 65 85 1422 G17 50 5 – 35–15 25 45 85 105 125 70 75 80 VCC = 5V TEMPERATURE (°C) – 55 4

RESET PULL-UP CURRENT (

µ A) 6 10 12 14 65 22 1422 G18 8 5 – 35–15 25 45 85 105 125 16 18 20 VCC = 5V

標準的性能特性

TIMERスレッショルド電圧 と電源電圧 TIMERスレッショルド電圧 と温度 TIMER電流と電源電圧 TIMER電流と温度 ONピン･スレッショルド電圧 と電源電圧 ONピン･スレッショルド電圧 と温度 電流制限スレッショルド と温度 RESETプルアップ電流 と温度

5

TEMPERATURE (°C) – 55 RESET VOLTAGE (V) 65 0.24 0.22 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 1422 G19 5 – 35–15 25 45 85 105 125 VCC = 5V 3mA PULL-UP TEMPERATURE (°C) – 55

ON PIN PULSE TIME (

µ s) 65 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 1422 G20 5 – 35–15 25 45 85 105 125 VCC = 12V VCC = 5V VCC = 3V

標準的性能特性

RESET電圧と温度 ONピン･パルス（ソフト･リセット） 時間と温度

ピン機能

RESET（ピン1）：12µAでV_CCにプルアップされている GNDに対するオープン･ドレイン出力です。このピンは FB（ピン5）の電圧がFBピン･スレッショルド以下に低下 すると“L”になります。RESETピンはFBピンの電圧がFB ピン･スレッショルド以上に上昇すると1タイミング･サ イクル後に“H”になります。外部プルアップ抵抗を使用 して、RESETピンの立上りエッジをスピードアップした り、ピンをV_CCより高いまたは低い電圧にすることがで きます。 ON（ ピ ン 2）： ア ナ ロ グ 入 力 ピ ン 。ス レ ッ シ ョ ル ド は 1.30Vに設定され、80mVのヒステリシスを持っていま す。ONピンを“H”にすると、タイマが1サイクルの間ター ンオンし、次にチャージ･ポンプがターンオンします。ON ピンを40µsより長く“L”にすると、GATEピンが“L”にな り、ONピンを“H”にするまでオフを保持します。 ONピンを15µsより短かい間“L”にすると、ソフト･リ セットが発生します。チャージ･ポンプはオンになった ままで、RESETピンはONピンの立下りエッジから30µs 幅の1タイミング･サイクルの間“L”になります。 ONピンを使用して電子回路ブレーカをリセットすること もできます。回路ブレーカがトリップした後、ONピンを “L”にして“H”に立ち上げると回路ブレーカがリセットさ れ、通常の電源投入シーケンスが発生します。 TIMER（ピン3）：アナログ･システム･タイミング発生器 ピン。このピンはONピンを“H”にしてからチャージ･ポ ンプがターンオンするまでの遅延を設定するのに使用し ます。また、出力電源電圧が正常であることをFBピン が検知してからRESETピンが“H”になるまでの遅延も設 定します。 タイマがオフになると、内部NチャネルがTIMERピンを グランドに短絡します。タイマがターンオンすると、 V_CCからの2µA電流がTIMERピンに接続され、dV/dt＝ 2µA/C_TIMERで与えられる勾配で電圧が上昇を開始しま す。電圧がトリップ･ポイント（1.232V）に達すると、 TIMERピンがグランド電位になり、タイマがリセット されます。タイマ周期は（1.232V • C_TIMER）/2µAで与えら れます。 GND（ピン4）：チップ･グランド。 FB（ピン5）：外部抵抗分割器で出力電源電圧をモニタす るのに使用するアナログ･コンパレータ入力です。FBピ ンの電圧が1.232Vより低いと、RESETピンは“L”になり ます。内部フィルタは負電圧グリッチによってリセット がトリガされるのを防止します。 FBピンの電圧がト リップ点より上昇すると、RESETピンは1タイミング･サ イクル後に“H”になります。

6

– + 1.232V REFERENCE GLITCH FILTER 10µs FILTER 2.47V UVL + – 50mV 8 REF 5 FB 1 RESET 4 GND COMP 3 VCC 7 SENSE 6 GATE – + COMP 1 REF – + COMP 2 2µA 12µA – + COMP 4 REF TIMER 1422 BD 3 ON 2 Q1 Q2 LOGIC CHARGE PUMP Q3

ピン機能

GATE（ピン6）：外部Nチャネル用ハイサイド･ゲート･ド ライブ。内部チャージポンプは最低10Vのゲート･ドラ イブ電圧を発生します。GATEにおける電圧の立上りま たは立下りの勾配は、GATEとGNDの間に接続された外 付けコンデンサと、10µAのチャージ･ポンプ出力電流に よって設定されます。回路ブレーカがトリップすると、 V_CCをモニタしている低電圧ロックアウト回路がトリッ プ す る か 、 ま た は ONピ ン を40µs以 上“ L”に す る と 、 GATEピンは即時GND電位になります。 SENSE（ピン7）：回路ブレーカのセット･ピン。回路ブ レーカは電流供給パスのV_CCとSENSE間に接続された電 流センス抵抗を用いて、その両端の電圧が10µs以上の間 50mV以上になるとトリップします。回路ブレーカのト リップ電流を通常動作電流の2倍に設定した場合、通常 動作時にはセンス抵抗の両端でわずか25mVしか低下し ません。V_CCとSENSEをまとめて短絡すれば、回路ブ レーカを無効にすることができます。 VCC（ピン8）：通常動作時に2.7V∼13.2Vの範囲の正電源 入力です。I_CCは標準0.6 mAです。低電圧ロックアウト 回路はV_CCの電圧が2.47V以上になるまで、このチップ をディスエーブルします。

ブロック図

7

VCC + 10V VCC 1422 F02 t1 t2 GATE VOUT SLOPE = 10µA/C1 + VCC SENSE TIMER GND GATE LTC1422 ON 8 3 4 7 6 C1 C4 C2 R3 VOUT VCC Q1 R1 5 2 1422F01 1 FB RESET R2 10Ω R4 + SENSE 12µA R4 R3 7 VCC VOUT VCC 8 GATE LTC1422 6 2 FB Q2 ON 1422 F03 1 5 C2 3 4 C1 C4 Q1 R1 LOGIC TIMER 1.232V REFERENCE – + COMP 2 µP RESET R2

アプリケーション情報

活線挿入 回路ボードが電源の入っているバックプレーンに挿入さ れるとき、ボード上のバイパス･コンデンサの充電が完 了するまで大きな過渡電流が流れます。その過渡電流に よってコネクタのピンに回復不可能な損傷が生じたり、 電源にグリッチが生じこれにより他のボードがリセット したりする原因となります。 LTC1422はボードの供給電圧のオン･オフを制御された 方法で行い、電源の入ったバックプレーンへの挿抜を安 全に行えるようにします。このチップはボードの電源電 圧がプログラム電圧以下に低下したことを示すシステ ム･リセット信号を提供します。 電源電圧の上昇方法 ボードの電源供給は電源経路に挿入された外部Nチャネ ル･パス･トランジスタによって制御されます（図1）。R1 は電流のフォールト検知を提供し、R2は高周波発振を 防止します。パス･トランジスタのゲート電圧を制御さ れたレートで徐々に上昇させることによって、ボードが 挿入されたときに生じるメイン･バックプレーン電源か らの過渡サージ電流（I＝C • dV/dt）を安全な値に制限する ことができます。 図1. 電源制御回路 最初にこのチップに電源が供給されると、Nチャネルの ゲート（ピン6）が“L”になります。ONピンが最低1タイミ ング･サイクルの間“H”に保持された後、チャージ･ポン プがターンオンします。GATEの電圧は 10µA/C1のス ロープで上昇します（図2）。C1はGATEピンとGNDピン 間に接続された外部コンデンサです。 電源の電圧上昇時間はt＝（V_CC• C1）/10µAで求まりま す。ONピンが40µs以上“L”にされた後、すぐにGATEは GND電位になります。 電圧モニタ LTC1422は1.232Vバンドギャップ･リファレンス、高精 度電圧コンパレータ、および抵抗分割器を使用して出力 電源電圧をモニタします（図3）。 図2. 電源ターンオン 図3. 電源モニタ･ブロック図

8

VOUT TIMER RESET V2 V1 V2 V1 V2 1.232V 1.232V 1 2 3 4 1422 F04 RESET VOUT GATE 1422 F05 TIMER ON 30µs 1 2 3 _30µs 4 5 6 15µs 20µs + SENSE TIMER 2µA R4 R3 R2 7 VCC VOUT VCC 8 GATE LTC1422 6 2 ON 1422 F06 SUPPLY MONITOR 1 5 C2 3 4 RESET C1 C4 Q2 R1 LOGIC 1.232V – + COMP 4 Q1

アプリケーション情報

図4. 電源モニタ波形 FBピンの電圧がリセット･スレッショルド（1.232V）以上 に上昇すると、コンパレータCOMP 2の出力が“H”にな り、タイミング･サイクルがスタートします（図4、タイ ム･ポイント1と4）。1タイミング･サイクルの完了後に、 RESETは“H”になります。RESETピンのV_CCに接続され た12µAプルアップ電流源には直列にダイオードが入っ ているので、このピンは外部プルアップ抵抗によって、 電源に電流を逆流させることなくV_CCより高い電圧にす ることができます。 FBピンの電源電圧がリセット･スレッショルド以下に低 下すると、コンパレータCOMPの出力が“L”になります。 グリッチ･フィルタを通過した後、RESETは“L”になりま す（タイム･ポイント2）。FBピンが1タイミング･サイクル 以内に、リセット･スレッショルド以上に上昇しても、 RESET出力は“L”になったままです（タイム･ポイント3）。 グリッチ･フィルタ LTC1422は、FBピンに過渡信号があったときに、RESET がシステム･リセットを生成するのを防止するグリッチ･ フィルタを内蔵しています。フィルタ時間は大きな過渡 信号（150mV以上）に対しては20µs、小さな過渡信号に対 しては最大80µsです。グリッチ･フィルタ時間と過渡電 圧の関係は標準性能曲線：グリッチ･フィルタ時間と帰 還過渡に示します。 ソフト･リセット 状況によっては、パワーダウンを伴わないシステム･リ セットが望ましい場合があります。ONピンはRESETピン に、外部Nチャンネル（ソフト･リセット）をターンオフし ないで“L”になるよう信号を送ることができます。これは ONピンを15µs以内の間“L”に保持することによって行い ます（図5のタイム･ポイント1）。ONピンの立下りエッジか ら約30µsでRESETピンが“L”になり、1タイミング･サイク ルの間“L”を保持します。ONピンを40µs以上の間“L”に保 持すると、ゲートがターンオフし、RESETピンが最終的に “L”になります（タイム･ポイント4、5、および6）。 タイマ LTC1422のシステム･タイミングは、図6に示す回路に よって生成されます。タイマはONピンが“H”になって からのターンオン遅延と、FBピンが正常な出力電源電 圧を検知してからRESETピンが“H”になるまでの遅延を 設定するのに使用します。 図5. ソフト･リセット波形 図6. システム･タイミング･ブロック図

9

RESET VOUT GATE 1422 F07 TIMER ON VCC – VSENSE VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SENSE 7 VCC 8 GATE LTC1422 6 C1 1422 F08 Q1 R1 RF CF R2

アプリケーション情報

図7. 電流フォールト･タイミング 図8. 短絡保護遅延の延長 タイマがオフのとき、内部NチャネルQ1はTIMERピンをグ ランドに短絡します。タイマがターンオンするとV_CCから の2µA電流源がTIMERピンに接続され、外部コンデンサC2 の電圧がdV/dt＝2µA/C2で与えられる勾配で上昇を開始し ます。電圧がそのトリップ･ポイント（1.232V）に達すると、 タイマはTIMERピンをグランド電位にするとリセットさ れます。タイマ周期は（1.232V • C2）/2µAで与えられます。 200msの遅延には、0.33µFコンデンサを使用してください。 電子回路ブレーカ LTC1422は短絡や過電流保護のための電子回路ブレーカ を備えています。センス抵抗を電源入力とSENSEピンの 間に挿入することにより、10µs以上の間センス抵抗の両 端の電圧が50mV以上になるときはいつでも回路ブレー カがトリップします。回路ブレーカがトリップすると、 GATEピンが瞬時にグランド電位になり、外部Nチャネ ル･トランジスタが素早くターンオフします。図7のタイ ム･ポイント7に示すとおり、ONピンが40µs以上オフに なると、回路ブレーカがリセットされ別のタイミング･ サイクルがスタートします。 タイマ･サイクルの終り（タイム･ポイント8）に、チャー ジ･ポンプが再びターンオンします。回路ブレーカ機能が 必要ない場合は、SENSEピンをV_CCに短絡しなければな りません。 供給電源のノイズの影響を避けるため応答時間が10µs以 上必要な場合は、図8に示すように、検知回路に外部抵 抗とコンデンサを追加することができます。 ONピンへのセンス抵抗の接続 図9に示すように、ONピンを使用してバックプレーンへ のボードの接続を検知することが可能です。 スタガ接続ピンを使用し、最初に接続ピンを接地してボー ド上に蓄積された静電気を放電し、次にV_CC、そしてその 他のすべてのピンを接続します。V_CCが接続されると、ト ランジスタQ3およびQ4のベースが“H”にプルアップされ てターンオンし、ついでONピンがグランド電位になりま す。Q3およびQ4のベース･コネクタ･ピンが最終的にバッ クプレーンに接続されると、ベースがグランドに短絡され ます。これによってQ3およびQ4がターンオフし、ONピン が“H”になり電源投入サイクルを開始することができま す。ほとんどの人がボードを前後に揺すって、正しく装着 しょうとするため、Q3およびQ4のベース接続ピンはコネ クタの反対側の端に配置しなければなりません。 ソフトウェアで開始される電源切断サイクルは、トラン ジスタQ2を瞬時的にターンオンして、ONピンをグラン ド電位にすると開始できます。ONピンが40µs以上の間 “L”に保持された場合は、GATEピンがグランド電位に なります。ONピンに15µs以下の“L”パルスが印加される と、ソフト･リセットが発生します。 2つの電源のホット･スワップ LTC1422は2個の外部パス･トランジスタを使用して、2つ の電源を切り替えることができます。状況によっては、電 源投入時にまず主電源を立ち上げ、電源投入時にそれを最 後に停止させる必要があります。図10の回路に、パス･トラ ンジスタに対して2種類の遅延をプログラムする方法を示 します。5V電源が最初に立ち上がります。R1とC3を使用し

10

1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB RESET ON TIMER GND LTC1422 1422 F10 D1 1N4148 Q1 1/2 Si4936 Q2 1/2 Si94936 R2 0.01Ω 5% R3 10Ω 5% C1 0.33µF 16V R1 10k 5% RESET ON R6 1M 5% R7 10Ω 5% R4 2.74k 1% TRIP POINT: 4.6V R5 1k 1% C3 0.047µF 25V C2 0.022µF 25V C5 470µF 16V C4 470µF 16V VOUT 3.3V VOUT 5V VIN 3.3V VIN 5V 5V OUT 3.3V OUT CURRENT LIMIT: 5A + + + SENSE R4 R3 R2 7 VCC VOUT VCC 8 10k GATE LTC1422 6 2 REF FB 1422 F09 1 5 C2 Q2: 2N7002LT1 Q3, Q4: MMBT3904LT1 Q2 ON/RESET 3 TIMER ON 4 RESET C1 C4 Q1 R1 LOGIC – + COMP 5 10k 10k Q3 Q4 CONNECTOR 1 CONNECTOR 2 図9. ONピン回路 図10. 5Vと3.3V電源の切替え て5V電源の立上りおよび立下り遅延を設定します。次に 3.3V電源がR6とC2で設定された20msの遅延後に上昇しま す。立下りエッジでは、R6がダイオードD1によってバイパ スされるため、3.3V電源が最初に下降します。 LTC1422をリニア･レギュレータとして使用 LTC1422を使用して一次電源をホット･スワップし、二次低 ドロップアウト安定化電源を生成することができます。図 11に5V電源を切り替えて、リセット･コンパレータと1個の 追加トランジスタを使用して3.3V電源を構築する方法を示 します。FBピンを使用して3.3V出力をモニタします。Q2の ゲート電圧が上昇すると3.3Vも上昇します。3.3Vスレッ ショルドではリセット･コンパレータがトリップします。 RESETピンが“H”になりQ3をターンオンします。これに よってQ2のゲート電圧が低下します。この帰還ループはコ ンデンサC1と抵抗R6およびR7によって補償されます。 アクティブ“L”ON/OFF制御信号による48V DC/DCモ ジュールのホット･スワッピング LTC1422は1個の5.1Vツェナーと1本の抵抗を使用して、 12V V_CCピン定格よりはるかに高い電源を切り替えるこ とができます。図12に示すように、スイッチFET Q1は前 述のアプリケーションで使用した通常のソース･フォロ ワではなく、共通ソース･ドライバとして接続されます。 これによってLTC1422のグランドを48V入力の負端子に 配置することが可能です。R5とD1によるクランプ回路は LTC1422に電源を供給します。ONピンの抵抗分割器R1お よびR2は、入力電源をモニタします。スイッチFET Q1は 入力電源が最低38Vになるまでターンオンしません。リ セット･コンパレータを使用してゲート電圧をモニタす れば、ゲートが最小レベルに到達してから1タイミング･ サイクル後にモジュールをターンオンさせることができ ます。高電圧トランジスタQ2を使用して、RESET信号をモ ジュールのON/OFF入力レベルに変換します。

アプリケーション情報

11

1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB RESET ON TIMER GND LTC1422 1422 F11 Q1 MMFT2N02ELT1 CURRENT LIMIT: 2.5A

Q2 MMFT2N02ELT1 R1 0.02Ω 5% R3 10Ω 5% R6 1.6M 5% R7 360k 5% R2 10Ω 5% R4 2.74k 1% R5 1.62k 1% Q3 PN2222 C1 0.0033µF 16V C2 0.1µF 16V C5 470µF 16V C3 0.1µF 16V C4 470µF 16V VOUT 3.3V VOUT 5V VIN 5V + + パス･トランジスタが共通ソース構成になっているため、コ ンデンサC3に流入する突入電流を制限するよう注意しな ければなりません。1つの方法は、抵抗R4を使用してC3をプ リチャージすることです。入力電源が上昇すると、R4を通し て電流が流れ、コンデンサC3を充電します。入力電源が38V を超えると1タイミング･サイクルをおいて、GATEピンが上 昇します。コンデンサC3はこの時間までに十分充電されて いるので、突入電流を制限します。突入電流を制限するもう 1つの方法は、GATEピンの上昇レートを減速することです。 アクティブ“H”ON/OFF制御信号による 48VDC/DCモジュールのホット･スワッピング このアプリケーションはモジュールのON/OFF信号の極 性を除いて前述の例と同じです。極性反転は図13のト ランジスタQ3で行います。 冗長48Vのホット･スワッピング 条件が厳しい状況では、冗長入力電源が必要です。図14 では冗長48V入力が電源モジュールに切り替えられてい ます。電源1と2は2個のダイオードD2とD3を使用して、ワ イヤードORされています。このため、これら2つの電源の うち電圧が低いほうを使用して電源モジュールをドラ イブします。どちらかの電源が切断されるか、ヒューズ が溶断す れば、ダイ オードD4とD5そして FBピンのリ セット･コンパレータを通してフォールト信号がアク ティブになります。VicorモジュールのGATE IN信号は、 高電圧PNP Q2を使用して制御されます。モジュールの負 入力ピンがQ2のベース電圧＋ダイオード1個分の降下電 圧より低ければ、Q2がターンオフしモジュールはターン オンします。この状態はQ1のソース＋ツェナー電圧（D1） がQ1のドレインより高いとき（言い替えると、スイッチ FET Q1のドレイン･ソース間が5.1V）に起こります。 絶縁コントローラによる48Vモジュールの ホット･スワッピング 絶縁電源に配置された電源監視コントローラが、他の 電源に対する責任を担っていることがあります。図15 にLTC1422を使用してコントローラの5V電源と48Vモ ジュールをホット･スワップする方法を示します。5V電 源が先に立ち上がると仮定すると、コントローラは48V 回路からの電源正常信号を待ちます。正しい信号を受 信 す る と 、 コ ン ト ロ ー ラ は Vicor電 源 モ ジ ュ ー ル の GATE INピンをアクティブにします。 電源シーケンサ 2つの電源電圧を強制的に同時に立ち上げるための回路 を図16に示します。入力電源電圧をどんな順序で立ち 上げてもかまいませんが、Q1とQ2がターンオンする前 に、2つの入力電圧が許容範囲内に収まっていなければ なりません。バック･トゥ･バック･トランジスタQ1およ びQ2が2つの電源を確実に分離します。 5V入力が3.3Vの前に立ち上がると、Q1とQ2はオフに なったままで、5V出力は3.3V入力が抵抗R1とR2で検知 される許容範囲内に入るまでオフになったままです。 3.3V入力が5Vより先に立ち上がったときは、ダイオー ドD1が5V電源出力をプルアップします。5V入力が立ち 上がり、R4とR5で検知される許容範囲内に入れば、Q1 とQ2は約1ms以内にターンオンし、5V出力を最終電圧 にプルアップします。 図11. 5Vの切替えと3.3Vの生成

アプリケーション情報

12

表1. NチャンネルFETの選択ガイド 電流レベル (A) 製品番号 説明 製造業者 0∼2 MMDF3N02HD デュアルNチャネルSO-8 モトローラ RDS(ON) = 0.1Ω 2∼5 MMSF5N02HD シングルNチャネルSO-8 モトローラ RDS(ON) = 0.025Ω 5∼10 MTB50N06V シングルNチャネルDD Pak モトローラ RDS(ON) = 0.028Ω 10∼20 MTB75N05HD シングルNチャネルDD Pak モトローラ RDS(ON) = 0.0095Ω 表2. センス抵抗の選択ガイド 電流レベル (A) 製品番号 説明 製造業者 1A LR120601R050 0.05Ω 0.25W 1% 抵抗 IRC-TT 2A LR120601R025 0.025Ω 0.25W 1% 抵抗 IRC-TT 2.5A LR120601R020 0.02Ω 0.25W 1% 抵抗 IRC-TT 3.3A WSL2512R015F 0.015Ω 1W 1% 抵抗 Vishay-Dale 5A LR120601R010 0.01Ω 0.25W 1% 抵抗 IRC-TT 10A WSR2R005F 0.005Ω 2W 1% 抵抗 Vishay-Dale 表3. 製造業者のWebサイト 製造業者 WEBサイト

TEMIC Semiconductor www.temic.com

International Rectifier www.irf.com

Motorola Semiconductor www.mot-sps.com

Harris Semiconductor www.semi.harris.com

IRC-TT www.irctt.com Vishay-Dale www.vishay.com

アプリケーション情報

パワーNチャネルおよびセンス抵抗の選択 どの外部パワーNチャネルを使用するかは、最大電流定 格と最大許容電流×トランジスタでのR_DS(ON)降下に よって決定します。表1に利用可能なトランジスタをい くつかリストします。 表2に回路ブレーカとともに使用可能な電流センス抵抗 をいくつかリストします。この情報は変更される場合が ありますので、製造業者に部品番号を確認してくださ い。表3にはいくつかの製造業者のWebサイトをリスト します。

13

1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB VICOR VI-J30-CY Q3 MMBT5551LT1 5V + + _ _{GATE IN} _ C3 100µF 100V RESET ON TIMER GND LTC1422 Q1 IRF530 OPTIONAL PRECHARGE RESISTOR 1422 F13 Q2 MMBT5551LT1 C1 0.1µF 25V

CIRCUIT TURNS ON WHEN VIN > 38V

CIRCUIT FOR ACTIVE HIGH TURN-ON MODULES D1 5.1V 1N751A C4 1µF 25V R6 1M 5% R7 270k 5% C2 0.1µF 25V R5 10k 5% R1 36k 5% R2 1.2k 5% R3 10Ω 5% R8 510Ω 5% R4 5.1k 5% 48V + – FUSE + 1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB VOUT+ SENSE+ SENSE– VOUT– VIN+ VIN– 5V ON/OFF C3 100µF 100V AT&T JW050A1-E 50W RESET ON TIMER GND LTC1422 Q1 IRF530 OPTIONAL PRECHARGE RESISTOR 1422 F12 Q2 MMBT5551LT1 C1 0.47µF 25V

CIRCUIT TURNS ON WHEN VIN > 38V

CIRCUIT FOR ACTIVE LOW TURN-ON MODULES D1 5.1V 1N751A C4 1µF 25V R6 1M 5% R7 270k 5% C2 0.1µF 25V R5 10k 5% R1 36k 5% R2 1.2k 5% FUSE R3 10Ω 5% R4 510Ω 5% 48V + – +

アプリケーション情報

図12. 48VのAT&Tモジュールへの切替え 図13. 48VのVicorモジュールへの切替え

14

1 2 3 4 8 7 6 5 V_CC SENSE GATE FB VICOR VI-J30-CY 5V GND µP PWRGD RESET ON VCC + + _ _{GATE IN} _ C3 100µF 100V RESET ON TIMER GND LTC1422 Q1 IRF530 OPTIONAL PRECHARGE RESISTOR 1422 F15 1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB RESET ON TIMER GND LTC1422 Q4 5V C1 0.1µF 25V

CIRCUIT TURNS ON WHEN V_IN > 38V CIRCUIT FOR ACTIVE HIGH TURN-ON MODULES

D1 5.1V 1N751A C4 1µF 25V R6 1M 5% R7 270k 5% C2 0.1µF 25V R5 6.2k 5% R4 5.1k 5% R1 36k 5% R2 1.2k 5% R3 10Ω 5% R8 510Ω 5% 48V + – 4N25 4N25 R11 5.1k 5% R12 5.1k 5% C5 0.33µF 16V R10 10Ω 5% R9 0.5Ω 5% C6 0.022µF 16V R13 28k 1% R14 10k 1% C7 47µF 16V FUSE + + 1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB VICOR VI-J30-CY 5V + + _ _{GATE IN} _ C3 100µF 100V RESET ON TIMER GND LTC1422 Q1 IRF530 OPTIONAL PRECHARGE RESISTOR 1422 F14 C1 0.33µF 16V Q1 TURNS ON WHEN VIN > 38V

FAULT GOES LOW WHEN EITHER SUPPLY FAILS D1 5.1V 1N751A C4 1µF 25V C2 0.1µF 25V R5 10k 5% R1 36k 5% R7 10k 5% R10 5.1k 5% R9 1k 5% R2 1.2k 5% R3 10Ω 5% Q2 MPSA56 R8 510Ω 5% R4 10k 5% FAULT D2 MUR415 D4 1N4148 COMMON RETURN D5 1N4148 4N25 D3 MUR415 FUSE 2 FUSE 1 – 48V – 48V R6 10k 5% +

アプリケーション情報

図14. 冗長48Vのホット・スワッピング 図15. 48Vの絶縁コントローラによるVicorモジュールへの切替え

15

VCC SENSE GATE FB LTC1422 8 7 6 5 Q1 1/2 MMDF 2N02E Q1 1/2 MMDF 2N02E D1 MBRS120T3 VOUT 5V VOUT 3.3V VIN 3.3V VIN 5V 1 2 3 4 1422 F16 RESET ON TIMER GND R1 1.3k 1% R2 1 k 1% R3 10Ω 5% R4 2.74k 1% R5 1k 1% C1 0.047µF 25V N8 1197 0.100 ± 0.010 (2.540 ± 0.254) 0.065 (1.651) TYP 0.045 – 0.065 (1.143 – 1.651) 0.130 ± 0.005 (3.302 ± 0.127) 0.020 (0.508) MIN 0.018 ± 0.003 (0.457 ± 0.076) 0.125 (3.175) MIN 1 2 3 4 8 7 6 5 0.255 ± 0.015* (6.477 ± 0.381) 0.400* (10.160) MAX 0.009 – 0.015 (0.229 – 0.381) 0.300 – 0.325 (7.620 – 8.255) 0.325+0.035_–0.015 +0.889 –0.381 8.255

(

)

*THESE DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR PROTRUSIONS. MOLD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED 0.010 INCH (0.254mm)

0.016 – 0.050 0.406 – 1.270 0.010 – 0.020 (0.254 – 0.508)× 45° 0°– 8° TYP 0.008 – 0.010 (0.203 – 0.254) SO8 0996 0.053 – 0.069 (1.346 – 1.752) 0.014 – 0.019 (0.355 – 0.483) 0.004 – 0.010 (0.101 – 0.254) 0.050 (1.270) TYP 1 2 3 4 0.150 – 0.157** (3.810 – 3.988) 8 7 6 5 0.189 – 0.197* (4.801 – 5.004) 0.228 – 0.244 (5.791 – 6.197) DIMENSION DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH

SHALL NOT EXCEED 0.006" (0.152mm) PER SIDE

DIMENSION DOES NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH. INTERLEAD FLASH SHALL NOT EXCEED 0.010" (0.254mm) PER SIDE * **

アプリケーション情報

図16. 電源シーケンサ

パッケージ

注記がない限り、寸法はインチ（mm） N8パッケージ 8リードPDIP（細型0.300） （LTC DWG # 05-08-1510） S8パッケージ 8リード・プラスチック・スモール・アウトライン（細型0.150） （LTC DWG # 05-08-1610） リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼でき るものでありますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載 された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。

16

1 2 3 4 8 7 6 5 VCC SENSE GATE FB LOAD + – C3 100µF 100V C5 0.22µF 100V RESET ON TIMER GND LTC1422 Q1 IRF530 3 2 7 4 1422 F17 C1 0.47µF 25V 5.1VD1 1N751A R6 1M 5% OPAMP R7 270k 5% C2 0.1µF 25V R4 10k 5% R5 15k 5% R1 36k 5% R2 1.2k 5% FUSE R3 10Ω 5% RSENSE 0.02Ω 5% RMIRROR 39Ω 5% IMIRROR IMIRROR ILOAD 48V + – Q2 VN2222L – + LT1006 RTRIP 10Ω 5% + C4 1µF 25V +

 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 1997

1422f 1298 0.5K • PRINTED IN JAPAN

リニアテクノロジー株式会社

〒162-0814 東京都新宿区新小川町1-14 NAOビル5F

TEL 03-3267-7891• FAX 03-3267-8510 • www.linear-tech.com

標準的応用例

48Vアプリケーションでの電流検知 LTC1422のSENSEピン・スレッショルドはV_CCピンより 50mV低くなっています。一般に電流センス抵抗はV_CC ピンに接続されますが、48Vアプリケーションではセン ス抵抗は48V電源の負端子に接続されます。図17の回路 はセンス抵抗の電流をLTC1422のSENSEピンに接続され た抵抗に転換します。

電流センス抵抗R_SENSE両端の電圧降下は負荷電流I_LOAD に比例します。R_SENSE両端の電圧降下はオペアンプ・ フォロワによってバッファされ、R_MIRRORを流れます。

このミラー電流は、I_MIRROR ＝ I_LOAD• R_SENSE/R_MIRROR の式で表すことができます。電流ミラーはトリップ抵 抗R_TRIPを流れます。電源電流がR_TRIP両端に50mVを生 成すると、LTC1422はGATEピンを“L”にラッチします （ 50mV＝ I_MIRROR • R_TRIP＝ I_LOAD • R_SENSE/R_MIRROR• R_TRIP）。この例では48V入力を使用していますが、この 変換回路は電流センス抵抗がV_CCに接続されていないど のアプリケーションにも使用できます。 図17. 電流センスによる48Vの切替え

関連製品

製品番号 説明 注釈 LTC1421 ホットスワップ・コントローラ 24ピン複数電源 LTC1155 デュアル・ハイサイド・ドライバ 短絡保護とマイクロパワー・スタンバイ動作 LTC1477/LTC1478 シングルおよびデュアル保護機能付きハイサイド・スイッチ 突入電流制限、2A短絡保護機能内蔵