NEST151 March 2025 LM5066I , TPS25984B

5 設計步驟

設計機架式伺服器輸入保護時，請從其產品規格表中選擇 TPS25984B eFuse 的支援元件值，然後遵循以下 TVS 選擇設計步驟。首先，選擇反向標準電壓等於或大於 V_{DC_}max 的單向 TVS。我們選擇 Littlefuse SMDJ12A 二極體 [4] 作為起點。接下來確定 I_P，即斷路器電流。然後計算箝位電壓。因為 R_d 是 t_P 的函數，所以使用方程式 6 來查找 t_P：

方程式 6.

t_{p} = \frac{{L I}_{p}}{V_{c (m a x)} - V_{I N}} = \frac{100 n H \times 200 A}{20 V - 12 V} = 2.5 μ s

若脈衝寬度小於 20μs，可將動態電阻近似為 8/20μs 測試脈衝時的動態電阻。在 SMDJ12A 產品規格表中，我們的計算結果為：

方程式 7.

V_{B R (m a x)} = 14.7 V

V_{C (m a x)} a t I_{P P} (8 / 20 μ s) = 25.71 V

I_{P P} (8 / 20 μ s) = 754 A

因而：

方程式 8.

R_{d (8 / 20 μ s)} = \frac{V_{C (m a x)} - V_{B R (m a x)}}{I_{P P}} = \frac{25.71 - 14.7}{754} = 14.6 m Ω

現在，使用 14.6mΩ 的 R_d 計算箝位電壓：

方程式 9.

V_{C} = V_{B R (m a x)} + I_{P} R_{d} = 14.7 V + 200 A \times 14.6 m Ω = 17.6 V

由於箝位電壓小於最大容許電壓 V_C(max)（TPS25984B eFuse 的 20V 絕對最大額定值），您可以繼續使用 SMDJ12A；否則，您須考慮具有較低 R_d 的 TVS 二極體或並聯 TVS 二極體。

計算峰值功率時，使用：

方程式 10.

P_{P P} = V_{C} I_{P} = 17.6 V \times 200 A = 3.52 k W

由於 SMDJ12A 可支援 60kW 的峰值功率並持續 2.5µs（請參閱圖 6），因此您可以進一步操作。

現在，使用圖 6 將額定功率與溫度一起降額。75° 時的最大功率支援為：

方程式 11.

P_{P P} \times d e r a t i n g_f a c t o r = 0.8 \times 60 k W = 48 k W

由於 48kW > 3.52kW 且 V_C < 20V，故 SMDJ12A 是此應用的理想選擇。

圖 6 峰值脈衝功率額定值（左）和峰值脈衝功率降額曲線（右）。

圖 7 顯示 TPS25984B 系統上 SMDJ12A 的箝位性能。

圖 7 在 TPS25984B eFuse 輸入端使用 SMDJ12A 二極體進行暫態保護。