選擇正確的檢測電阻布局

使用熱插拔控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)很多問題。例如，熱插拔可能會(huì)在意外的電流值下跳閘，或者電流監(jiān)視器可能會(huì)報(bào)告不準(zhǔn)確的測量值。因此，依賴熱插拔保護(hù)的系統(tǒng)的完整性現(xiàn)在可能會(huì)受到威脅。通過使用四個(gè)焊盤優(yōu)化檢測電阻器布局有助于避免故障并創(chuàng)建穩(wěn)健的熱插拔設(shè)計(jì)。

重要的是要了解檢測電阻器可能非常敏感。尺寸、類型和制造商等因素會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果。使用帶有兩個(gè)終端電阻器的四個(gè)焊盤來優(yōu)化測量精度的想法適用于某些電阻器，但不適用于其他電阻器。通過在開發(fā)的原型設(shè)計(jì)階段使用檢測電阻器和布局對其進(jìn)行測試，確保您的設(shè)計(jì)按預(yù)期運(yùn)行。如果您正在尋找經(jīng)過測試的設(shè)計(jì)來快速開始您的開發(fā)，只需從 TI 的熱插拔控制器 EVM 之一(例如TPS2490、LM5067和LM25066I )復(fù)制 BOM 和布局!

檢測電阻 R SENSE是使用熱插拔控制器檢測電流的關(guān)鍵組件。隨著服務(wù)器和電信應(yīng)用中功率要求的增加，低至 300 μΩ的檢測電阻變得越來越普遍。在這些水平上，諸如阻焊性之類的影響會(huì)在影響您的測量方面發(fā)揮重要作用。讓我們看一個(gè)簡單的兩個(gè)焊盤電流感應(yīng)：

由于我們測量的是 Sense + 和 Sense - 的電壓，我們必須遵循黃金法則 V = IR。由于電流在整個(gè) R SOLDER + R SENSE + R SOLDER中是恒定的，因此檢測到的電流 I SENSE = (V SENSE + - V SENSE - ) / (R SENSE + 2R SOLDER )。例如，如果 R SENSE = 300 μΩ且 R SOLDER = 15 μΩ，那么您的電流測量將偏離 10%。通過采用四個(gè)焊盤感應(yīng)來避免這些不準(zhǔn)確。

您可以為檢測電阻器選擇多種布局。我們將討論三種常見的選擇，但首先讓我們了解四個(gè)焊盤感應(yīng)的工作原理。

布局分為四個(gè)焊盤。其中兩個(gè)焊盤 (R SOLDER ) 承載高電流，而其余兩個(gè)焊盤 (R SOLDER_S ) 承載的電流非常小，幾乎為 0A。這消除了方程式中的 R SOLDER，結(jié)果是 I SENSE = (V SENSE + - V SENSE - ) / R SENSE?，F(xiàn)在，電流測量的精度完全取決于 R SENSE的精度和 V SENSE的測量值。

四墊解決方案并不總是答案。下面的概述了三種常見布局的優(yōu)缺點(diǎn)：

(1)是一種簡單的兩焊盤方法，但請注意，感應(yīng)線取自芯片的內(nèi)部中心。流經(jīng)連接兩側(cè)的高電流是平衡的，可以很好地測量 V SENSE +和 V SENSE -。這種類型的布局布線簡單，并且易于在 PCB 上組裝。對于 R SENSE的值與 R SOLDER (100:1)相比相對較大的設(shè)計(jì)，建議使用此布局。

(2) 通常是精度最佳的布局，因?yàn)楦袘?yīng)線路由到芯片的內(nèi)部中心并使用四個(gè)焊盤感應(yīng)。這種方法的缺點(diǎn)是焊盤在組裝時(shí)具有更高的短路風(fēng)險(xiǎn)。如果發(fā)生這種情況，您可能看不到短路，因?yàn)殡娮杵骺赡軙?huì)覆蓋焊盤;這將導(dǎo)致兩個(gè)墊感。

(3)是另一種四焊盤檢測布局，但檢測焊盤位于底部。這種布局比布局 2 更容易組裝，您可以輕松查看焊盤之間是否存在短路。

三種布局中的每一種都已在 TI 熱插拔 EVM 上使用和測試。布局 1 和布局 2 布局推薦用于 2512 或更小的封裝類型的檢測電阻器。建議將布局 3 的布局用于可能包含切口的較大或特殊檢測電阻器，例如LM25066I EVM上使用的 3921 尺寸電阻器。