选择 MOSFET Q₁ 和 Q₂

选择 MOSFET Q₁ 和 Q₂ 时，重要的电气参数包括最大持续漏极电流 I_D、最大漏源电压 V_DS(MAX)、最大栅源电压 V_GS(MAX) 以及漏源导通电阻 R_DSON。

最大持续漏极电流 I_D 额定值必须超过最大持续负载电流。

最大漏源电压 V_DS(MAX) 必须足够高，以便承受应用中所见的最高电压。考虑负载突降导致最高应用电压为 35V，因此该应用选择 V_DS 额定电压为 40V 的 MOSFET。

TPS12130-Q1 可驱动的最大 V_GS 为 11V，因此必须选择 V_GS 最小额定值为 15V 的 MOSFET。

为了降低 MOSFET 导通损耗，建议选择合适的 R_DS(ON)。

根据设计要求，选择的是两个 BUK7J1R4-40H，其电压等级为：

• 40V V_DS(MAX) 和 ±20V V_GS(MAX)

• 当 V_GS 为 10V 时，R_DS(ON) 的典型值为 1.06mΩ

• MOSFET Q_g(total) 的典型值为 73nC

TI 建议确保短路条件（例如最大 V_IN 和 I_SC）处于所选 FET（Q₁ 和 Q₂）的 SOA 范围内的时间 > t_SC 时序。

选择自举电容器 C_BST

内部电荷泵以大约 345μA 的电流为外部自举电容器（连接在 BST 和 SRC 引脚之间）充电。使用以下公式计算驱动两个并联 BUK7J1R4-40H MOSFET 所需的自举电容最小值

选择最接近的可用标准值：150nF，10%。

对短路保护阈值进行编程 – R_ISCP 选型

R_ISCP 用于设置短路保护阈值，该阈值的计算公式为：

请参阅节 8.1.1.2部分中的方程式 12，了解 IC 最终修订版中的公式更新。

为了将短路保护阈值设置为 100A，两个并联 FET 的 R_ISCP 计算值应为 20kΩ。

选择最接近的可用标准值：20.2kΩ，1%。

对故障计时器周期进行编程 – C_TMR 选型

对于本文所讨论的设计示例，允许的过流瞬态持续时间为 50μs。此消隐间隔 t_SC（或断路器间隔 T_CB）可以通过在 TMR 引脚到接地端之间选择合适的电容器 C_TMR 来设置。使用以下公式可计算 C_TMR 的值以便将 t_SC 设置为 50μs：

选择最接近的可用标准值：3.3nF，10%。

TMR 引脚可保持悬空以实现 t_SC < 10μs 的快速响应。

对负载唤醒阈值进行编程 – R_BYPASS 和 Q₃ 选型

在正常运行期间，电阻 R_BYPASS 与旁路 FET R_DSON 一起用于设置负载唤醒电流阈值。

选择 MOSFET Q₃ 时，重要的电气参数包括最大持续漏极电流 I_D、最大漏源电压 V_DS(MAX)、最大栅源电压 V_GS(MAX) 以及漏源导通电阻 R_DSON。

根据设计要求，选择的是 BUK6D23-40E，其电压等级为：

• 40V V_DS(MAX) 和 ±20V V_GS(MAX)

• 当 V_GS 为 10V 时，R_DS(ON) 的典型值为 17mΩ

• MOSFET Q_g(total) 的典型值为 11nC

• MOSFET V_GS(th) 的最小值为 1.3V

• MOSFET C_ISS 的典型值为 582pF

与负载唤醒阈值相同的短路阈值电压 V_(SCP/LWU) 的建议范围为 30mV 至 500mV。接近下限阈值 30mV 的值可能会受到系统噪声的影响。接近上限阈值 500mV 的值将导致较高的短路电流阈值。为了最大限度减少这两个问题，选择 50mV 作为短路阈值电压或负载唤醒阈值电压。

V_(SCP/LWU) 值也可以根据所选的 R_ISCP 电阻通过以下公式进行计算：

可以使用以下公式选择 R_BYPASS 电阻值：

请参阅节 8.1.1.2部分中的方程式 13，了解 IC 最终修订版中的公式更新。

要将负载唤醒阈值设置为 50mA，R_BYPASS 的计算值应为大约 1Ω。

可通过以下公式计算旁路电阻器的平均额定功率：

计算得出的 R_BYPASS 平均功率耗散大约为 0.0025W

以下公式可计算旁路电阻器中的峰值功率耗散：

R_BYPASS 的峰值功率耗散计算值大约为 256W

在 LPM 短路的情况下，上电的峰值功率耗散时间可根据以下公式计算得出：

其中，

V_{(G2_GOOD)} 是内部阈值，值为 7V（典型值）。

I_(G2) 为 165μA（典型值）。

V_GS(th) 是栅源电压，C_ISS 是所选旁路 FET 的有效输入电容。

根据方程式 30 计算出的 T_PULSE 值大约为 32μs。

为了在超过方程式 30 中计算得出的 T_PULSE 时间内支持平均功率耗散和峰值功率耗散，需要使用一个 1Ω、1.5W、1% CRCW25121R00JNEGHP 电阻器。

TI 建议设计人员与电阻制造商分享旁路电阻器的整个功率耗散曲线并获取他们的建议。

可根据以下公式计算旁路路径中的峰值短路电流：

根据方程式 27中选择的 R_BYPASS，计算出 I_{PEAK_BYPASS} 的值为 16A。

设置欠压锁定设定点 R₃ 和 R₄

通过连接在器件 VS、EN/UVLO 和 GND 引脚之间的 R₃ 和 R₄ 外部分压器网络可调整欠压锁定 (UVLO)。设置欠压和过压所需的值通过求解以下公式计算得出：

为了尽可能降低从电源汲取的输入电流，TI 建议对 R₃ 和 R₄ 使用较高的电阻值。但是，由于连接到电阻器串的外部有源元件而产生的漏电流会增加这些计算的误差。因此，选择的电阻串电流 I_(R34) 必须比 UVLO 引脚的漏电流大 20 倍。

从器件电气规格来看，V_(UVLOR) = 1.24V。从设计要求来看，V_INUVLO 为 6.5V。为了解方程，首先选择 R₃ = 470kΩ，并使用方程式 23 求解出 R₄ = 107.5kΩ。

选择最接近的标准 1% 电阻值：R₃ = 470kΩ 且 R₄ = 107kΩ。