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LTC4212CMS#PBF

器件型号:LTC4212CMS#PBF
器件类别:半导体    电源管理   
文件大小:2830.29KB,共25页
厂商名称:Linear ( ADI )
厂商官网:http://www.analog.com/cn/index.html
标准:  
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器件描述

IC ctrlr hotswap timeout 10msop

参数

Datasheets:
LTC4212:
Product Photos:
10-TFSOP, 10-MSOP :
Standard Package : 50
Category: Integrated Circuits (ICs)
Family: PMIC - Hot Swap Controllers
Series: -
Packaging : Tube
Type: Hot Swap Controller
Number of Channels: 1
Internal Switch(s): No
Applications: General Purpose
Features: -
Programmable Features: Auto Retry, Circuit Breaker, Current Limit, Fault Timeout, Latched Fault, OVP, UVLO
Voltage - Supply: 2.5 V ~ 16.5 V
Current - Output (Max): -
Operating Temperature: 0°C ~ 70°C
Current - Supply: 1mA
Mounting Type: Surface Mount
Package / Case: 10-TFSOP, 10-MSOP (0.118", 3.00mm Width)
Supplier Device Package: 10-MSOP
Feature Pins: /FAULT, ON, PGF, PGI, PGT, TIMER
Dynamic Catalog: Hot-Swap Controller

LTC4212CMS#PBF器件文档内容

FEATURES                                                                    U                                                                       LTC4212
                                                                                                              U
s Allows Safe Board Insertion and Removal                                                                               Hot Swap Controller with
   from a Live Backplane                                                                                                           Power-Up Timeout

s Controls Supply Voltages from 2.5V to 16.5V                                                                         DESCRIPTIO
s Adjustable Soft-Start with Inrush Current
                                                                                                                      The LTC4212 is a Hot SwapTM controller that allows a
   Limiting                                                                                                           board to be safely inserted and removed from a live
s Fast Turn-Off Time                                                                                                  backplane. An internal high side switch driver controls the
s No External Gate Capacitor is Required                                                                              gate of an external N-channel MOSFET for supply voltages
s Power Good Input with Adjustable Timer and                                                                          ranging from 2.5V to 16.5V. The LTC4212 provides soft-
                                                                                                                      start and inrush current limiting during the start-up
   Glitch Filter                                                                                                      period. It features a power-up timeout circuit that discon-
s Power-Up Timeout Circuit Interfaces with External                                                                   nects the system supply when the onboard supplies do not
                                                                                                                      enter into regulation within an adjustable timeout period.
   Supply Monitors                                                                                                    The controller interfaces with external supply monitor ICs
s Dual Level Overcurrent Fault Protection                                                                             or directly with the PGOOD pin of a DC/DC converter. After
s Automatic Retry or Latched Mode Operation                                                                           normal power-up, a programmable power good glitch
s High Side Drive for an External N-Channel FET                                                                       filter can be enabled to filter out short term dips in the
s MS10 Package                                                                                                        supplies.

              U                                                                                                       Two current limit comparators provide dual level
APPLICATIO S                                                                                                          overcurrent circuit breaker protection. The slow com-
                                                                                                                      parator trips at VCC 50mV and activates in 18s. The fast
s Electronic Circuit Breaker                                                                                          comparator trips at VCC 150mV and typically responds
s Hot Board Insertion and Removal                                                                                     in 500ns.
s Self-Isolating Hot Swap Boards
                                                                                                                      The LTC4212 can be configured for both latchoff and
    , LTC and LT are registered trademarks of Linear Technology Corporation.                                          autoretry applications and is available in a 10-pin MSOP
Hot Swap is a trademark of Linear Technology Corporation.                                                             package.

TYPICAL APPLICATIO

                                 Hot Swap Controller with Power Good Function

            BACKPLANE EDGE                                0.007                      Si4410DY                                                    5V                  Power-Up Waveforms
            CONNECTOR CONNECTOR  Z1 10
                                                                                              +                                                                  ON
              (FEMALE) (MALE)                100nF                                                                                                           5V/DIV
                                                                                                          10F                                               TIMER
VCC                                                                                                                                                          1V/DIV
5V
                                                                                                                                                                PGT
                                                                                                                      + LT1963-2.5 +             2.5V        1V/DIV
                                                                                                                                                 1.5A
                                                                                                                                                                 PGI
                                                                                                                      10F                10F               5V/DIV

                                  10k                                 VCC   SENSE    GATE                                                                                             5ms/DIV
                                 10k 20k                          ON
                                                                                                                      + LT1963-3.3  +            3.3V                                                                 4212f
                                                                                                      10k                                        1.5A
                                                                                                                             10F          10F                         1
                                                                            LTC4212

FAULT                                                             FAULT                   PGI                   10k

                                                                  GND

                                                                  TIMER     PGT           PGF                         VCCA          VCC3

                                                                                                                2.1k  LTC1727-2.5

                                                                                                                      COMP2.5 VCC25

                                 0.01F                                            4.7nF       270pF                  COMP3

                                                                                                                      COMP A GND

GND                                                                                                                                              4212 TA01a
                                              Z1 = SMAJ10A (TVS)
LTC4212    U WW W                                                                                 UW U
                                                                           PACKAGE/ORDER I FOR ATIO
ABSOLUTE AXI U RATI GS
                                                                                       TOP VIEW                 ORDER PART
(Note 1)                                                                                                          NUMBER
                                                                               ON 1              10 FAULT
Supply Voltage (VCC) ............................................... 17V   TIMER 2                              LTC4212CMS
Input Voltages                                                                                   9 VCC          LTC4212IMS
                                                                              PGT 3              8 SENSE
   ON, PGI ................................................ 0.3V to 17V     PGF 4                               MS PART
   SENSE .................................... 0.3V to (VCC + 0.3V)         GND 5               7 GATE           MARKING
   TIMER, PGT, PGF .................................... 0.3V to 2V
Output Voltages                                                                                  6 PGI               LTC5
   GATE ............................... Internally Limited (Note 3)                                                  LTC6
   FAULT .................................................. 0.3V to 17V                    MS PACKAGE
Operating Temperature Range                                                            10-LEAD PLASTIC MSOP
   LTC4212C .............................................. 0C to 70C
   LTC4212I ........................................... 40C to 85C     TJMAX = 125C, JA = 200C/ W
Storage Temperature Range ................. 65C to 150C
Lead Temperature (Soldering, 10 sec).................. 300C               Consult LTC Marketing for parts specified with wider operating temperature ranges.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The q denotes specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless otherwise noted. (Note 2)

SYMBOL PARAMETER                                CONDITIONS                                             MIN   TYP MAX         UNITS
                                                                                                 q 2.5                            V
VCC        VCC Supply Voltage Range             ON = High, TIMER = Low                           q                16.5
ICC        VCC Supply Current                   VCC Low-to-High Transition                       q 2.13                         mA
VLKO       Internal VCC Undervoltage Lockout                                                                 1    1.5             V
VLKOHST    VCC Undervoltage Lockout Hysteresis  VON = VCC or GND                                 q
IINON      ON Input Current                     VFAULT = 15V, Pull-Down Device Off                           2.34 2.47          mV
ILEAK      FAULT Leakage Current                VPGI = VCC or GND                                q 130                           A
IINPGI     PGI Pin Input Current                VSENSE = VCC or GND                              q 40        110                 A
IINSENSE   SENSE Input Current                  Fast Comparator Trips                            q 12.5                        A
VCB(FAST)  SENSE Trip Voltage (VCC VSENSE)    Slow Comparator Trips                            q 130       1 10              A
VCB(SLOW)  SENSE Trip Voltage (VCC VSENSE)    Charge Pump On, VGATE  0.2V                                                     mV
IGATEUP    GATE Pull-Up Current                 ON Low                                                       0.1 2.5          mV
IGATEDOWN  Normal GATE Pull-Down Current        FAULT Latched and Circuit Breaker                                                A
           Fast GATE Pull-Down Current          Tripped or in UVLO, VGATE = 15V                              1 10              A
                                                VGATE VCC (For VCC = 2.5V)                                                    mA
                                                VGATE VCC (For VCC = 2.7V)                                 1 10
                                                VGATE VCC (For VCC = 3.3V)                                                      V
                                                VGATE VCC (For VCC = 5V)                                   150 170              V
                                                VGATE VCC (For VCC = 12V)                                                       V
                                                VGATE VCC (For VCC = 15V), (Note 3)                        50 60                V
                                                                                                                                  V
                                                                                                             10 7.5           V
                                                                                                                                  V
                                                                                                             200 270              V
                                                                                                                                  V
                                                                                                             50                   V
                                                                                                                                mV
VGATE External N-Channel Gate Drive                                                              q 4.0                   8
                                                                                                 q 4.5                   8      4212f
VGATEOV    GATE Overvoltage Lockout Threshold                                                    q 5.0                   10
VONHI      ON Threshold High                                                                     q 10                    16
VONLO      ON Threshold Low                                                                      q 10                    18
VPGI       Power Good Input Threshold                                                            q8                      15
VPGIHST    Power Good Input Hysterisis
                                                                                                 q 0.08       0.2 0.3

                                                                                                 q 1.23      1.316 1.39

                                                                                                 q 0.4       0.455 0.5

                                                                                                 q 1.20      1.236 1.26

                                                                                                              28

2
                                                                                                                      LTC4212

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The q denotes specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless otherwise noted. (Note 2)

SYMBOL PARAMETER                                    CONDITIONS                                MIN              TYP    MAX     UNITS
                                                                                                                      1.26         V
VPGFHI     Power Good Glitch Filter High Threshold                                            q 1.20           1.236
VPGFHST                                                                                                         40    0.976      mV
VPGTHI     Power Good Glitch Filter Hysterisis      (Note 4)                                                          0.680        V
VPGTLO                                                                                                         0.952  0.304        V
VPGTV      Power Good Timer High Threshold                                                    q 0.928          0.657   4.59       V
IPGT                                                                                                           0.295  5.77        A
           Power Good Timer Low Threshold                                                     q 0.640          5.1              A
                                                                                                                5.2    4.49
           Power Good Timer Delta Threshold                                                   q 0.283                            mA
                                                                                                                 5    1.5       A
           Power Good Timer Pin Current             Power Good Timer On, CPGT Charging, PGT = 0.65V q 5.61   -5.1              mA
                                                    Power Good Timer On, CPGT Discharging, PGT = 0.95V q 4.63         1.26        A
                                                    Power Good Timer Off, PGT = 1.5V                             5    0.40       mA
                                                                                                                2    1.26         V
IPGF       Power Good Glitch Filter Pin Current Power Good Glitch Filter On, CPGF Charging    q 5.61           5                 V
                                                                                                               1.236   0.4         V
                                                    Power Good Timer Off, PGF = 1.5V                           0.200   20        mV
                                                                                                               1.236               V
ITMR       TIMER Current                            Timer On, VTIMER = 1V                     q 2.5           50               ms
                                                    Timer Off, TIMER = 1.5V                                    0.14               s
                                                                                                               18.16
VTMR       TIMER Threshold                          TIMER Low to High                         q 1.20             1                s
                                                    TIMER High to Low                         q 0.15
                                                                                                                                  ns
VFAULT     FAULT Threshold                          Latched Off Threshold, FAULT High to Low  q 1.20                              s
VFAULTHST  FAULT Threshold Hysteresis                                                                                             s
VOLFAULT   Output Low Voltage                       IFAULT = 1.6mA                            q                                   s
tTO        Power Good Time-Out                      CPGT =10nF, PGT = 0.1V to FAULT Low       q 16.3                              s
tFAULTLO   Power Good Input Low at Time-Out to      End of 14th PGT Cycle
           GATE Discharging

tFAULTVG Valid Power Good Glitch to GATE            PGF > 1.26V                                                1.5
              Discharging

tFAULTFC   FAST COMP Trip to GATE Discharging       VCB = 0mV to 200mV Step                   q                500 700
tFAULTSC   SLOW COMP Trip to GATE Discharging       VCB = 0mV to 100mV Step                   q 10
tEXTFAULT  FAULT Low to GATE Discharging            VFAULT = 5V to 0V                         q1               18 30
tRESET     Circuit Breaker Reset Delay Time         ON Low to FAULT High                      q
tOFF                                                                                                           3      5

                                                                                                               120 250

           Turn-Off Time                            ON Low to GATE Off                                         10

Note 1: Absolute Maximum Ratings are those values beyond which the life       Note 3: An internal clamp limits the GATE pin to a minimum of 10V above
of a device may be impaired.                                                  VCC. Driving this pin to voltages beyond the clamp may damage the part. If
                                                                              a lower GATE pin voltage is desired, use an external zener diode. The GATE
Note 2: All current into device pins are positive; all current out of device  capacitance must be < 0.15F at maximum VCC.
pins are negative; all voltages are referenced to ground unless otherwise
specified.                                                                    Note 4: Guaranteed by design and not tested in production.

                                                                                                                              4212f

                                                                                                                              3
LTC4212

                                                 UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS Specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless

otherwise noted.

                        Supply Current vs Supply Voltage                                                                                                           Supply Current vs Temperature                                                                          UNDERVOLTAGE LOCKOUT THRESHOLD (V)     Undervoltage Lockout
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Threshold vs Temperature
                     4.0                                                                                                                                        4.0
                     3.5                                                                                                                                                                                                                                                                                      2.5
                     3.0                                                                                                                                        3.5
                     2.5                                                                                                                                                                                                                                                                                      2.4
SUPPLY CURRENT (mA)  2.0                                                                                                       SUPPLY CURRENT (mA)              3.0                                                                                                                                                                    RISING EDGE
                     1.5
                     1.0                                                                                                                                        2.5       VCC = 16.5V                                                                                                                         2.3
                     0.5
                                                                                                                                                                2.0                                                                                                                                                                   FALLING EDGE
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              2.2
                                                                                                                                                                1.5
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              2.1
                                                                                                                                                                1.0       VCC = 5V

                                                                                                                                                                0.5       VCC = 2.5V

                     0                                                                                                                                          0         0 25 50 75        100 125                                                                                                           2.0         0 25 50 75                         100 125
                       0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20                                                                                                              50 25   TEMPERATURE (C)                                                                                                                       50 25  TEMPERATURE (C)
                                       SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                                                        4212 G02                                                                                                                                                        4212 G03

                                                                                                                  4212 G01

                        GATE Voltage vs Supply Voltage                                                                                                            GATE Voltage vs Temperature                                                                                                                    VGATE VCC vs Supply Voltage

                     30                                                                                                                                         30                                                                                                                                            18
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              16
                     25                                                                                                                                         25        VCC = 16.5V                                                                                                                         14
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              12
GATE VOLTAGE (V)     20                                                                                                        GATE VOLTAGE (V)                 20                                                                                                        VGATE VCC (V)                     10
                                                                                                                                                                                                                                                                                                               8
                     15                                                                                                                                         15        VCC = 5V                                                                                                                             6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                               4
                     10                                                                                                                                         10                                                                                                                                             2

                      5                                                                                                                                         5         VCC = 2.5V                                                                                                                           0
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                      0                                                                                                                                         0         0 25 50 75        100 125                                                                                                                              SUPPLY VOLTAGE (V)
                         0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                50 25  TEMPERATURE (C)
                                        SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                                                      4212 G07                                                                                                                                                                                                    4212 G08

                                                                                                                     4212 G06

                        VGATE VCC vs Temperature                                                                                                                 GATE Output Source Current vs                                                                                                                 GATE Output Source Current vs
                                                                                                                                                                   Supply Voltage                                                                                                                                Temperature
                     18
                                                                                                                                                                13                                                                                                                                            13
                     16                                                                                                        GATE OUTPUT SOURCE CURRENT (A)                                                                                                            GATE OUTPUT SOURCE CURRENT (A)
                                                                 VCC = 12V                                                                                      12                                                                                                                                            12

                     14                                                                                                                                         11

VGATE VCC (V)      12                                                                                                                                         10                                                                                                                                            11

                     10                  VCC = 15V                                                                                                               9                                                                                                                                                                              VCC = 16.5V
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              10
                               VCC = 5V                                                                                                                          8

                     8                                                                                                                                           7
                                                                                                                                                                    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
                     6                   VCC = 3.3V                                                                                                                                SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                         9           VCC = 2.5V  VCC = 5V

                     4                                                                                                                                                                                                                                          4212 G10

                                                                                                                                                                                                                                                                                                              8

                     2

                     0         0 25 50 75            100 125                                                                                                                                                                                                                                                  7           0 25 50 75                         100 125
                      50 25  TEMPERATURE (C)                                                                                                                                                                                                                                                                50 25    TEMPERATURE (C)
                                                        4212 G09                                                                                                                                                                                                                                                                                                 4212 G11

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     4212f

4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           LTC4212

                                  UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS Specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless

otherwise noted.

FAST GATE PULL-DOWN CURRENT (mA)     Fast GATE Pull-Down Current vs                                                                            FAST GATE PULL-DOWN CURRENT (mA)    Fast GATE Pull-Down Current vs                                                                                                        VCB (SLOW COMP) vs Supply
                                     Supply Voltage                                                                                                                                Temperature                                                                                                                           Voltage

                                   80                                                                                                                                            80                                                                                                                                   60
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      58
                                   70                                                                                                                                            70                                                                                                                                   56
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      54
                                   60                                                                                                                                            60                                                                                                        VCB (SLOW COMP) (mV)       52
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      50
                                   50                                                                                                                                            50                                                                                                                                   48
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      46
                                   40                                                                                                                                            40                                                                                                                                   44
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      42
                                   30                                                                                                                                            30                                                                                                                                   40

                                   20                                                                                                                                            20           0 25 50 75 100 125                                                                                                         0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                                       0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                    50 25    TEMPERATURE (C)                                                                                                                           SUPPLY VOLTAGE (V)
                                                       SUPPLY VOLTAGE (V)
                                                                                                                                                                                                                  4212 G15                                                                                                                                                                                            4212 G26
                                                                                                                                    4212 G14
                                                                                                                                                                                   SLOW COMP Trips to GATE                                                                                                              SLOW COMP Trips to GATE
                                      VCB (FAST COMP) vs Supply                                                                                                                    Discharging Delay vs Supply                                                                                                          Discharging Delay vs Temperature
                                      Voltage                                                                                                                                      Voltage
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      26
                                  170                                                                                                                                            26
                                  165
                                  160                                                                                                                                            24                                                                                                                                   24  VCC = 12V VCC = 15V
                                  155
                                  150                                                                                                          SLOW COMP TRIPS TO GATE           22                                                                                                        SLOW COMP TRIPS TO GATE    22                       VCC = 16.5V
                                  145                                                                                                             DISCHARGING DELAY (s)                                                                                                                      DISCHARGING DELAY (s)
VCB (FAST COMP) (mV)              140                                                                                                                                            20                                                                                                                                   20
                                  135
                                  130                                                                                                                                            18                                                                                                                                   18         VCC = 5V          VCC = 3V

                                       0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                  16                                                                                                                                   16
                                                       SUPPLY VOLTAGE (V)
                                                                                                                                                                                 14                                                                                                                                   14
                                                                                                                                     4212 G28
                                                                                                                                                                                 12                                                                                                                                   12

                                                                                                                                                                                 10                                                                                                                                   10         0 25 50 75        100 125
                                                                                                                                                                                     0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                           50 25  TEMPERATURE (C)
                                                                                                                                                                                                    SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                                                 4212 G31

                                                                                                                                                                                                                                                                                 4212 G30

FAST COMP TRIPS TO GATE               FAST COMP Trips to GATE                                                                                  FAST COMP TRIPS TO GATE              FAST COMP Trips to GATE                                                                                POWER GOOD TIME-OUT (ms)     Power Good Timeout vs Supply
   DISCHARGING DELAY (ns)             Discharging Delay vs Supply                                                                                 DISCHARGING DELAY (ns)            Discharging Delay vs Temperature                                                                                                    Voltage
                                      Voltage
                                                                                                                                                                                 700                                                                                                                                  21
                                  600                                                                                                                                                   VCB = 0mV TO 200mV STEP
                                         VCB = 0mV TO 200mV STEP                                                                                                                                                                                                                                                      20
                                                                                                                                                                                 600
                                  500                                                                                                                                                                                        VCC = 3V                                                                                 19

                                  400                                                                                                                                            500                                                                                                                                  18

                                  300                                                                                                                                            400               VCC = 5V                                                                                                           17
                                                                                                                                                                                 300              VCC = 12V
                                  200                                                                                                                                            200                                                                                                                                  16
                                                                                                                                                                                 100 VCC = 15V  VCC = 16.5V
                                  100

                                  0                                                                                                                                                  0          0 25 50 75        100 125                                                                                             15
                                    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                         50 25    TEMPERATURE (C)                                                                                                          0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                                                    SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                                                                4212 G33                                                                                                           SUPPLY VOLTAGE (V)

                                                                                                                               4212 G32                                                                                                                                                                                                                                                                               4212 G40

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         4212f

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      5
LTC4212

                                                                                   UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS Specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless

otherwise noted.

                                                        Power Good Timeout vs                      PGI LOW AT TIME-OUT TO GATE DISCHARGING (V)        PGI Low at Timeout to GATE                                                                              PGI LOW AT TIME-OUT TO GATE DISCHARGING (s)     PGI Low at Timeout to GATE
                                                        Temperature                                                                                   Discharging vs Supply Voltage                                                                                                                            Discharging vs Temperature

                                                    20.0                                                                                           1.8                                                                                                                                                      2.0

                                                    19.5                                                                                                                                                                                                                                                    1.8

POWER GOOD TIME-OUT (ms)                            19.0                                                                                           1.5                                                                                                                                                      1.6

                                                    18.5                                                                                                                                                                                                                                                    1.4

                                                    18.0                                                                                           1.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.2

                                                    17.5

                                                    17.0                                                                                           0.9                                                                                                                                                      1.0

                                                    16.5                                                                                                                                                                                                                                                    0.8

                                                    16.0                                                                                           0.6                                                                                                                                                      0.6

                                                    15.5                                                                                                                                                                                                                                                    0.4

                                                    15.0          0 25 50 75        100 125                                                        0.3                                                                                                                                                      0.2         0 25 50 75         100 125
                                                         50 25  TEMPERATURE (C)                                                                     0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                                50 25  TEMPERATURE (C)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               4212 G45
                                                                                                                                                                       SUPPLY VOLTAGE (V)

                                                                                    4212 G41                                                                                   4212 G44

PGF AND PGT PIN CURRENT (TIMER OR FILTER OFF) (mA)        PGF and PGT Pin Current                  PGF AND PGT CURRENT (TIMER OR FILTER OFF) (mA)     PGF and PGT Pin Current                                                                                                                                    Valid Glitch to GATE Discharging
                                                          (Timer or Filter Off)                                                                       (Timer or Filter Off)                                                                                                                                      vs Supply Voltage
                                                          vs Supply Voltage                                                                           vs Temperature
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.70
                                                    8                                                                                              10                                                                                                         VALID GLITCH TO GATE DISCHARGING (s)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.65
                                                    7                                                                                              9
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.60
                                                                                                                                                   8
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.55
                                                    6                                                                                              7 PGF
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            1.50
                                                    5                                                                                              6
                                                                                                                                                       PGT                                                                                                                                                  1.45
                                                    4
                                                                                                                                                   5                                                                                                                                                        1.40

                                                    3                                                                                              4                                                                                                                                                        1.35

                                                                                                                                                   3                                                                                                                                                        1.30
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                                                    2                                                                                              2                                                                                                                                                                              SUPPLY VOLTAGE (V)

                                                    1                                                                                              1                                                                                                                                                                                                                                                            4212 G52

                                                    0             0 25 50 75        100 125                                                        0         0 25 50 75 100 125
                                                    50 25       TEMPERATURE (C)                                                                  50 25  TEMPERATURE (C)
                                                                                         4212 G50
                                                                                                                                                                               4212 G51

                                                          Valid Glitch to GATE Discharging                                                            FAULT VOL vs Supply Voltage                                                                                                                               FAULT VOL vs Temperature
                                                          vs Temperature
                                                                                                                                                   1.8                                                                                                                                                      0.40
VALID GLITCH TO GATE DISCHARGING (s)               2.5
                                                                                                                                                   1.6
                                                    2.3                                                                                                                                                                                                                                                     0.35
                                                                                                                                                   1.4
                                                    2.1                                                                                                             IOL = 5mA

                                                    1.9                                                                                            1.2                                                                                                                                                      0.30

                                                    1.7                                            FAULT VOL (V)                                   1.0                                                                                                                                                      0.25

                                                    1.5                                                                                            0.8                                                                                                        VOL (V)                                       0.20

                                                    1.3                                                                                            0.6                                                                                                                                                      0.15

                                                    1.1                                                                                            0.4
                                                                                                                                                   0.2 IOL = 1mA
                                                    0.9                                                                                                                                                                                                                                                     0.10
                                                                                                                                                     0
                                                    0.7                                                                                                0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                             0.05
                                                                                                                                                                       SUPPLY VOLTAGE (V)
                                                    0.5           0 25 50 75 100 125                                                                                                                                                                                                                        0           0 25 50 75         100 125
                                                       50 25    TEMPERATURE (C)                                                                                                                                                                  4212 G54                                                50 25     TEMPERATURE (C)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                4212 G55
                                                                                    4212 G53
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  4212f

6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            LTC4212

                                                        UW
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS Specifications are TA = 25C. VCC = 5V, unless

otherwise noted.

FAULT PIN LOW TO GATE DISCHARGING TIME (s)     FAULT Pin Low to GATE                                                                                   FAULT PIN LOW TO GATE DISCHARGING TIME (s)     FAULT Pin Low to GATE                                                                                                                      Circuit Breaker RESET Time vs
                                                Discharging Time vs Supply                                                                                                                              Discharging Time vs Temperature                                                                                                            Supply Voltage
                                                Voltage
                                                                                                                                                                                                     4.5                                                                                                                                        200
                                             4.5

                                             4.0                                                                                                                                                     4.0                                                                                                       CIRCUIT BREAKER RESET TIME (s)  180

                                             3.5                                                                                                                                                     3.5                                                                                                                                        160

                                             3.0                                                                                                                                                     3.0                                                                                                                                        140

                                             2.5                                                                                                                                                     2.5                                                                                                                                        120

                                             2.0                                                                                                                                                     2.0                                                                                                                                        100

                                             1.5                                                                                                                                                     1.5         0 25 50 75        100 125                                                                                                      80
                                                 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18                                                                                                                               50 25  TEMPERATURE (C)                                                                                                                   0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                                                                 SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                                                                    4212 G59                                                                                                                    SUPPLY VOLTAGE (V)

                                                                                                                                              4212 G58                                                                                                                                                                                                                                                                                          4212 G60

                                                 Circuit Breaker RESET Time vs                                                                                                                         Turn-Off Time vs Supply Voltage                                                                                                                Turn-Off Time vs Temperature
                                                 Temperature
                                                                                                                                                                                                     11                                                                                                                                         13.0
                                             200
CIRCUIT BREAKER RESET TIME (A)                                                                                                                                                                      10                                                                                                                                         12.5
                                             180
                                                                                                                                                                                                      9                                                                                                                                         12.0

                                             160                                                                                                        TURN-OFF TIME (s)                            8                                                                                                        TURN-OFF TIME (s)               11.5

                                                                                                                                                                                                      7                                                                                                                                         11.0

                                             140                                                                                                                                                      6                                                                                                                                         10.5

                                                                                                                                                                                                      5                                                                                                                                         10.0
                                                                                                                                                                                                         0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
                                             120                                                                                                                                                                        SUPPLY VOLTAGE (V)                                                                                                      9.5

                                             100                                                                                                                                                                                                                                                     4212 G62                                   9.0

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                8.5

                                             80         0 25 50 75          100 125                                                                                                                                                                                                                                                             8.0         0 25 50 75 100 125
                                               50 25  TEMPERATURE (C)                                                                                                                                                                                                                                                                           50 25  TEMPERATURE (C)
                                                                                4212 G61
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            4212 G63

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    4212f

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    7
LTC4212

U UU
PI FU CTIO S
                                                                threshold 1.236V. When the power good timer times out
ON (Pin 1): On/Off Control Input. The ON pin is used to         (see Pin 3), PGI must be high to avoid tripping the ECB and
enable and disable LTC4212 operation and reset internal         to enable the power good glitch filter.
logic and the electronic circuit breaker (ECB). It must be
pulled high (>1.316V) to start the first system timing          GATE (Pin 7): Gate Output Pin. The output signal at this
cycle. If the ON pin is pulled low (<0.455V typical) for more   pin is the high side gate drive for the external N-channel
than 10s, the internal logic is reset and the GATE pin is      FET pass transistor.
pulled down by a 200A current to turn off the external
FET. If the ON pin is pulled low for more than 120s, the       As shown in the Block Diagram, an internal charge pump
electronic circuit breaker is reset. This pin is tied to a      supplies a 10A gate current and sufficient gate voltage to
resistive divider in latch-off applications or to the FAULT     drive the external FET for supply voltages from 2.5V to
pin and an external RC circuit in auto-retry applications.      16.5V. The internal charge pump and zener clamps at the
                                                                charge pump output determine the gate drive voltage
TIMER (Pin 2): System Timer Input. An external capacitor        (VGATE = VGATE VCC). The charge pump produces a
(CTIMER) connected from this pin to ground determines           minimum 4V of VGATE for supplies in the range of 2.5V <
the duration of the first and second system timing cycles.      VCC < 4.75V. For VCC > 4.75V, the VGATE is limited by
The first timing cycle allows time for the board to be          zener clamp Z1 connected between the charge pump
inserted properly. During the second timing cycle, a            output and the VCC pin. The VGATE is typically at 12V and
soft-start circuit controls the gate of the external            with guaranteed minimum value of 10V. For VCC > 15V, the
N-channel FET to limit inrush currents from the backplane       zener clamp Z2 sets the limitation for VGATE. Z2 clamps
supply.                                                         the gate voltage to ground to 28V typically. The minimum
                                                                Z2's clamp voltage is 23V. This effectively sets VGATE to
PGT (Pin 3): Power Good Timer Input. An external capaci-        8V minimum.
tor (CPGT) connected from this pin to ground sets the
power good time-out period. This is the maximum time            SENSE (Pin 8): Circuit Breaker Set Pin. With a sense
allowed for externally monitored DC/DC converters to            resistor placed in the power path between VCC and SENSE,
power-up into regulation and pull the PGI pin high. The         the LTC4212's electronic circuit breaker trips if the voltage
nominal time-out cycle is 1.81s/F and begins from the          across the sense resistor exceeds the thresholds set
end of the second system timing cycle. This pin is pulled       internally for the SLOW COMP and the FAST COMP, as
to ground by an internal switch when the power good timer       shown in the Block Diagram. The threshold for the SLOW
is disabled or when the ECB is tripped.                         COMP is VCB(SLOW) = 50mV, and the electronic circuit
                                                                breaker trips if the voltage across the sense resistor
PGF (Pin 4): Power Good Glitch Filter Input. An external        exceeds 50mV for 18s.
capacitor (CPGF) connected from this pin to ground deter-
mines the power good glitch filter delay. The glitch filter is  Under transient conditions where large step current
enabled if the externally monitored DC/DC converters are        changes can and do occur over shorter periods of time, a
powered up within the power good time-out period (see           second (fast) comparator instead trips the electronic
Pin 3). If the PGI pin goes low for longer than the filter      circuit breaker. The threshold for the FAST COMP is set at
delay, the ECB is tripped.                                      VCB(FAST) = 150mV, and the circuit breaker trips if the
                                                                voltage across the sense resistor exceeds 150mV for more
GND (Pin 5): Device Ground Connection. Connect this pin         than 500ns. To disable the electronic circuit breaker,
to the system's analog ground plane.                            connect the VCC and SENSE pins together.

PGI (Pin 6): Power Good Input Pin. This pin is used by the      VCC (Pin 9): This is the positive supply input to the LTC4212. The
power good circuit to sense the open drain RST output or        LTC4212 operates from 2.5V < VCC < 16.5V, and the supply
comparator outputs of an external supply monitor IC or          current is typically 1mA. An internal undervoltage lockout circuit
the PGOOD output of a DC/DC converter. It requires an           disables the device until the voltage at VCC exceeds 2.34V.
external pull-up resistor to a voltage above the VFAULT
                                                                                                                                                                                       4212f
8
                                                                                                                                                                                 LTC4212

U UU
PI FU CTIO S
                                                                                                             connected by a 10k pull-up resistor to VCC. An external
FAULT (Pin 10): Open Drain FAULT Output or External                                                          circuit can also trip the ECB by driving FAULT below
FAULT Input. If the FAST COMP, SLOW COMP or the
power good circuit trips the ECB, the FAULT pin is latched                                                   1.236V (typical).
low. The FAULT pin is an open drain output and is typically

BLOCK DIAGRA                 W

                                                              VCC 9                           SENSE 8                      GATE 7

                                                                                                                        +                                            Z1          Z2
                                                                                                                                                     VZ (TYP) = 12V             VZ (TYP) = 28V

                                                        UVLO                                                        COMP7                                                VCC
                                                                                                                                    0.2V        10A CHARGE

                                                                                     + 50mV         + 150mV                                               PUMP

               VCC                              tTIMER               +                       +                    M3
         2A                                                          SLOW                    FAST                                  200A
                             0.2V +                                   COMP                    COMP

                                            COMP3                                                                                               10A

                                    

TIMER                                                                      18S               500ns                 CB                          START-UP
      2                                                              GLITCH FILTER            DELAY                 TRIPS ON LOW
                                                                                                                    OR UVLO >10s               CURRENT       GATE

                                                                                                                                           REGULATOR CHARGING

         M6                                                                                                                                                                                VREF
                                                                                                                                                                         COMP6   +
                            +
                                                                                                                                                                                                       FAULT
                                        COMP4                                                                                                                                                          10
                                                                                                                                                                                        M2
                    VREF
                                                                                                                                                                                                       GND
                                                  NORMAL                                                                                                                                               5

      1.316V                                                                                                                                                 CB TRIPS

                      COMP1          1.5s                                                                   LOGIC
ON                                  DELAY

              +                           200A
                                           GATE
  1                                    PULLDOWN
                             10s
              
                                            RESET
                      COMP2                   ECB

      0.455V +               120s

                                                              VALID                  DISABLE                                                    DISABLE
                                                              GLITCH                 GLITCH                                                       TIMER
                                                                                     FILTER

                                                              COMP5                  5A                                COMP9                                       5A
                                                                                                      COMP8                                               M10

                                                              +                              +                        +

                                                              VREF                                   VREF           M9
                                                                                 M5
                                                                                                             0.95V                         M12            M1

                                                                                                                M8                                       5A             VREF =                  0.95V
                                                                                              0.65V                                                                      1.236V
                                                                                                                                                                                    BG

                                                                                                                                                                         0.2V                    0.65V

                                                              4 PGF                           6 PGI                        3 PGT                                                                 4212 BD

                                                                                                                                                                                                          4212f

                                                                                                                                                                                                          9
LTC4212                                                        accordingly. The FAULT comparator can also be used to
             U                                                 set a higher undervoltage lockout voltage. If the FAULT
                                                               comparator is used for this purpose, the system will wait
OPERATIO                                                       for the input voltage to increase above the level set by the
                                                               user before starting the second timing cycle. Also, if the
Hot Circuit Insertion                                          input voltage drops below the set level in normal operating
                                                               mode, the electronic circuit breaker (ECB) trips and the
When circuit boards are inserted into or removed from live     user must cycle the ON pin or VCC to restart the system.
backplanes, the supply bypass capacitors can draw huge
transient currents from the backplane power bus as they        3.3V                  5V                12V
charge. The transient current can cause permanent dam-
age to the connector pins as well as cause glitches on the         R1                   R1                 R1
system supply, causing other boards in the system to               10k                  20k                61.9k
reset.
                                                                          ON PIN               ON PIN            ON PIN
The LTC4212 is designed to turn a printed circuit board's          R2                   R2                 R2
supply voltages ON and OFF in a controlled manner, allow-          10k                  10k                10k
ing the circuit board to be safely inserted or removed from
a live backplane.                                              (a) VCC = 3.3V (b) VCC = 5V                     4212 F01

Output Voltage Monitor                                                                                    (c) VCC = 12V

Unlike other LTC Hot Swap controller products, the                        Figure 1. ON Pin Sets the Undervoltage
LTC4212 does not have an FB pin and monitors onboard                      Lockout Voltage Externally
DC/DC converters via an external power supply monitor IC
such as the LTC1326-2.5 or the LTC1727. This allows            System Timing
several DC/DC converters to be monitored at the same
time. The LTC4212's PGI or power good input pin is used        System timing for the LTC4212 is generated by the TIMER
to monitor the RST or comparator outputs of the monitor        circuitry (see the Block Diagram). If the LTC4212's inter-
IC and it can also be tied directly to the PGOOD pin of a      nal timing circuit is off, an internal N-channel FET connects
DC/DC converter.                                               the TIMER pin to GND. If the timing circuit is enabled, an
                                                               internal 2A current source is then connected to the
Undervoltage Lockout                                           TIMER pin to charge CTIMER at a rate given by Equation 1:

The LTC4212's internal power-on reset circuit initializes      C TIMER  Charge    - Up  Rate  =   2A                    (1)
the start-up procedure and ensures the IC is in the proper                                       C TIMER
state if the input supply voltage exceeds 2.34V. If the
supply voltage falls below 2.23V, the LTC4212 is in            When the TIMER pin voltage reaches COMP4's threshold
undervoltage lockout (UVLO) mode, and the GATE pin is          of 1.236V, the TIMER pin is reset to GND. Equation 2 gives
pulled low. Since the UVLO circuitry uses hysteresis, the      an expression for the timer period:
LTC4212 restarts after the supply voltage rises above
2.34V and the ON pin goes high.                                tTIMER  =  1.236V    C TIMER                             (2)
                                                                                      2A
In addition, users can utilize the ON comparator (COMP1)
or the FAULT comparator (COMP6) to effectively set up a        As a design aid, the LTC4212's timer period as a function
higher undervoltage lockout level. Figure 1 shows the
external resistive divider for the ON pin to adjust the        of the CTIMER using standard values from 3.3nF to 0.33F
system's undervoltage lockout voltage. The system will         is shown in Table 1.
enter the plug-in cycle after the ON pin rises above 1.316V.
The resistive divider sets the circuit to turn on when VCC     The CTIMER value is vital to ensure a proper start-up and
reaches around 79% of its final value. If a different turn on  reliable operation. This timing period should not be exces-
VCC voltage is desired change the resistive divider ratio
                                                               sive as an output short can occur at start-up causing the
10
                                                               external MOSFET to overheat. A good starting point is to

                                                                                                                         4212f
                                                                                          LTC4212

             U
OPERATIO

set CTIMER = 10nF and adjust its value accordingly to suit     Power Good Timer
the specific applications.
                                                               The timer consists of COMP9, M8-M12, two 5A current
Table 1. tTIMER vs CTIMER  tTIMER                              sources and 0.65V and 0.95V threshold voltages for
                  CTIMER   2.0ms
                0.0033F   2.9ms                               COMP9.
                0.0047F   4.2ms
                0.0068F   5.1ms                               The PGI pin is normally connected to the RST output pin
                0.0082F   6.2ms                               or comparator outputs of an external supply monitor IC or
                  0.01F   9.3ms                               to the PGOOD pin of a DC/DC converter and drives a
                 0.015F   13.6ms                              comparator, COMP8 which has a threshold voltage of
                 0.022F   20.4ms                              1.236V and 28mV of hysterisis. The RST and PGOOD pins
                 0.033F   29.0ms                              are typically open drain pins and require an external pull-
                 0.047F   42.0ms                              up resistor. The upper end of the resistor must be con-
                 0.068F   50.7ms                              nected to a voltage greater than the upper threshold of the
                 0.082F   61.8ms                              PGI comparator (1.236V).
                   0.1F   92.7ms
                  0.15F   136ms                               A capacitor, CPGT, connected from the PGT pin to ground
                  0.22F   204ms                               programs the time-out period generated by the power
                  0.33F                                       good timer according to Equation 3. Table 2 shows the
                                                               power good time-out periods for a list of standard capaci-
                                                               tor values.

                                                               tTIMEOUT = 1.81 CPGT               (3)

Power-Up Timeout Circuit                                       Two 5A current sources are switched in and out to charge

The power-up timeout circuit has two functions. During         and discharge CPGT between 0.65V and 0.95V for 14
power-up, it trips the circuit breaker if the DC/DC convert-   cycles.
ers on the board do not power-up and do not enter
regulation on time. After normal power-up, it is configured    Table 2. tTIMEOUT vs CPGT  tTIMEOUT
to trip the circuit breaker if any of the converters exit                         CPGT    5.97ms
regulation for longer than a programmable delay. Once the                         3.3nF   8.51ms
circuit breaker is tripped, the LTC4212 is latched off and                        4.7nF   12.3ms
the board is disconnected from the system supply. The ON                          6.8nF   14.8ms
pin must be taken low for 120s to reset the circuit breaker                      8.2nF   18.1ms
and then high to reconnect the board to the backplane                            0.01F   39.8ms
supply.                                                                                   59.7ms
                                                                                0.022F   85.1ms
The power-up timeout circuit uses three pins: PGI or                            0.033F   123ms
power good input pin, PGT or power good timer pin and                           0.047F   148ms
PGF or power good filter pin. It is enabled at the end of the                   0.068F   181ms
second system timing cycle, provided that the FAULT pin                         0.082F   136ms
is high. Prior to being enabled or if FAULT is low, the PGT                       0.1F   398ms
and PGF pins are pulled to GND by internal N-channel                             0.22F   851ms
FETs, M5 and M12 respectively. When enabled, the                                 0.33F   1230ms
power-up timeout circuit starts the power good timer,                            0.47F   1480ms
which generates a time-out period before the PGI pin is                          0.68F   1810ms
sampled.                                                                         0.82F

                                                                                   1F

                                                                                                    4212f

                                                                                                    11
LTC4212                                                           Table 3. tPGF vs CPGF                   tPGF
             U                                                                       CPGF                 5s
                                                                                      --                 7.5s
OPERATIO                                                                             10pF               10.4s
                                                                                     22pF               13.2s
Since the PGT is pulled to GND by M12 before the power                               33pF               16.6s
good circuit is enabled, the first positive ramp at the PGT                          47pF               21.8s
pin starts from 0V instead of the 0.65V for the subsequent                           68pF               25.2s
13 cycles.                                                                           82pF               29.7s
                                                                                    100pF               59.3s
Power Good Time-Out                                                                 220pF               86.6s
                                                                                    330pF               121.2s
At the end of the time-out period, the PGI pin is sampled.                          470pF                173s
M12 is turned on to discharge CPGT to ground. If the PGI                            680pF                208s
pin is low when sampled, the DC/DC converters have not                              820pF                252s
entered into regulation on time and the power good circuit                            1nF
trips the circuit breaker to latch off the board. If PGI is high
when sampled, the converters powered up into regulation
on time and the board is left powered up. The power good
glitch filter is enabled and it monitors the PGI pin for a low,
an indication that at least one DC/DC converter has dropped
out of regulation. The glitch filter rejects low pulses
shorter than a programmable period.

Power Good Glitch Filter                                          Soft-Start or Inrush Current Control

A glitch filter consisting of COMP5, M5 and a 5A current         The LTC4212 monitors the load current by sensing the
source rejects PGI low pulses that are shorter than the
                                                                  voltage (VCC VSENSE) developed across an external
duration programmed by an external capacitor, CPGF,               sense resistor (RSENSE) connected between the VCC and
connected from the PGF pin to GND.                                SENSE pins. During the second timing cycle (see Normal

Once the glitch filter is enabled, M5 is switched off             Operating Sequence) a soft-start circuit turns on the
whenever PGI goes low. This allows an internal 5A
current source to charge the capacitor at the PGF pin. If         external N-channel FET gradually to keep inrush currents
PGI stays low for long enough, the voltage at the PGF pin
rises above the upper threshold of COMP5 (1.236V) and             in check. The soft-start circuit monitors and servos the
causes the power good circuit to trip the circuit breaker.
For a given CPGF capacitance connected between PGF and            voltage across RSENSE to 50mV by either connecting a
GND, the minimum low PGI pulse width needed to trip the           10A pull-up current source to the GATE pin when the
circuit breaker is given by:                                      voltage across RSENSE is less than 50mV or discharging it
                                                                  with a 10A pull-down current source when the voltage
                                                                  rises above 50mV. Therefore, the inrush current from the

                                                                  backplane supply is limited to:

                                                                  ILIMIT(SOFTSTART) = 50mV/RSENSE                (5)

tPGF = 1.236V (CPGF)/5A + 5s  (4)                             For example, ILIMIT(SOFTSTART) = 5A when RSENSE = 0.01.

An internal 5pF capacitor and stray MSOP-10 package               Assuming that the voltage across the sense resistor does
                                                                  not exceed 50mV, the voltage at the GATE pin rises at rate
capacitance sets tPGF to 5s nominal when CPGF is omit-           given by:
ted. Table 3 shows tPGF values for various standard
capacitors. Tying the PGF pin to ground prevents the              VGATE Slew Rate = dVGATE/dt =10A/CGATE        (6)

power good glitch filter from tripping the circuit breaker        where, CGATE = Power MOSFET gate input capacitance
                                                                  (CISS).
after normal power-up.

                                                                  For example, an Si4410DY (a 30V N-channel power
                                                                  MOSFET) exhibits an approximate CGATE of 3300pF at

                                                                                                                                                                                         4212f

12
             U                                                                               LTC4212
OPERATIO
                                                               VCB) is greater than 50mV for 18s. The FAST COMP trips
VGS = 10V. From Equation 6, the slew rate is calculated to     the circuit breaker to protect against fast load overcurrents
be 3.03V/ms.                                                   if the transient voltage across the sense resistor is greater
                                                               than 150mV for 500ns.
The inrush current being delivered to the load while the
GATE pin is ramping depends on CLOAD and CGATE. The            The timing diagram of Figure 2 illustrates when the
external N-channel MOSFET acts as a source follower so         LTC4212's electronic circuit breaker is armed. After the
that its source (load) voltage ramps up at the same rate as    first timing cycle, the LTC4212's FAST COMP is armed at
the GATE pin. The output current component for capacitor       Time Point 6. This ensures that the system is protected
charging is given by Equation 7:                               against a short-circuit condition during the second timing
                                                               cycle after CLOAD has been fully charged. At Time Point 8,
IINRUSH = CLOAD dVGATE/dt  (7)                               SLOW COMP is armed when the internal control loop is
                                                               disengaged.
=10A CLOAD/CGATE
                                                               The timing diagram in Figure 4 illustrates the operation of
where, CLOAD is the total capacitance at the load side of the  the LTC4212 when the load current conditions exceed the
MOSFET. For example, if CGATE = 3300pF and                     threshold of SLOW COMP (VCB(SLOW) > 50mV).
CLOAD = 2000F, the inrush current charging CLOAD is
6.06A. Note that the soft-start circuit will servo the inrush  Circuit Breaker Reset

to ILIMIT(SOFTSTART) or 5A in this example and dVGATE/dt       Referring to the Block Diagram, the ON pin drives two
will be lower than calculated from Equation 6.                 internal comparators, COMP1 and COMP2. COMP1 is
                                                               referenced to 1.236V and has a hysterisis of 80mV.
Frequency Compensation at Soft-Start                           COMP2 is referenced to 0.5V and has a hysterisis of 45mV.
                                                               The outputs of the two comparators drive an internal flip-
If the external MOSFET's gate input capacitance (CISS) is      flop to generate a typical high and low ON pin threshold of
greater than 600pF, no external gate capacitor is required     1.31V and 0.455V respectively.
at GATE to stabilize the internal current-limiting loop
during soft-start. Otherwise, connect a gate capacitor         If the voltage at the ON pin is driven below 0.455V for more
between the GATE pin and ground to increase the total gate     than 10s, all internal control logic except the circuit
capacitance to be equal to or above 600pF. The servo loop      breaker is reset. A 200A pull-down current source is
that controls the external MOSFET during current limiting      connected to the GATE pin to pull it down gradually.
has a unity-gain frequency of about 105kHz and phase           Holding the ON pin below 0.455V for 120s or longer,
margin of 80 for external MOSFET gate input capaci-           resets the circuit breaker. Following reset, the ON pin must
tances of up to 2.5nF.                                         be taken above 1.316V to start a power-up sequence.

Electronic Circuit Breaker                                     Normal Operating Sequence

The LTC4212 features an electronic circuit breaker func-       Figure 2 illustrates the normal power-up sequence for two
tion that protects against supply overvoltage, externally-     different applications. The PGI (RST) and PGF (RST)
generated fault conditions, shorts or excessive load current   waveforms are valid for applications which use the PGI pin
conditions and power good faults. If the circuit breaker       to monitor the RST output of a supply monitor IC. The PGI
trips, the GATE pin is immediately pulled to ground, the       (PGOOD) and PGF (PGOOD) waveforms refer to applica-
external N-channel MOSFET is quickly turned OFF and            tions that tie the PGI pin to the PGOOD output
FAULT is latched low.                                          of a DC/DC converter. All other waveforms in Figure 2
                                                               are common to both applications. The PGI and PGF
The circuit breaker trips whenever the voltage across the      waveforms for applications that connect PGI pin to the
sense resistor exceeds two different levels, set by the
LTC4212's SLOW COMP and FAST COMP thresholds (see                                                                                                                                     4212f
Block Diagram). The SLOW COMP trips the circuit breaker
if the voltage across the SENSE resistor (VCC VSENSE =                             13
LTC4212                                                                                                                                                GLITCH FILTER TRIPS BREAKER
             U                                                                                                                                                    ON GOES LOW
                                                                                                                                                                    LOGIC RESET
OPERATIO                                                                                                                                                              (200A GATE PULLDOWN)

                                  CHECK FOR GATE < 0.2V                                                                                                                   CIRCUIT BREAKER RESET
                                                                CHECK FOR FAULT HIGH
                                                                    FAST COMP ARMED
                                                                                            SLOW COMP & POWER GOOD CIRCUIT ARMED
                                                                                                                                  PGI SAMPLED

                                                                                                                                                       18

              12 3  4 56 7                      89            10    11 12    13 14                                                             15 16   17 19 20   21
2V TO 34V

  VCC

           ON                VREF           VREF                                                                                                                    1ST TIMING
                                                                                                                                                                  CYCLE (CTIMER)
       TIMER          1ST TIMING      2ND TIMING
                    CYCLE (CTIMER)  CYCLE (CTIMER)
        GATE
                                    SOFT-START
       DC/DC                           ACTIVE
CONVERTER

     OUTPUT

               VCC
       FAULT

               PGT                  0.95V
                                    0.65V
               PGI
             (RST)                                   POWER GOOD
                                                    TIME-OUT CYCLE
               PGF
             (RST)                                        (CPGT)

               PGI                                                  200ms                                                                      1.236V
         (PGOOD)                                              MONITOR DELAY

               PGF                                                                                                                             1.236V
         (PGOOD)
                                    NORMAL POWER-UP SEQUENCE                 POWER GOOD GLITCH                                                         ECB RESET
14                                                                             FILTER SEQUENCE                                                         SEQUENCE
                                                                                                                                                                  4212 F02
                    Figure 2. Normal Power-Up, Power Good Glitch Filter and ECB Reset Sequences
                                                                                                                                                                       4212f
             U                                                                               LTC4212
OPERATIO
                                                               applications where PGI monitors the RST output of a
comparator outputs of a supply monitor such as the             supply monitor like the LTC1326-2.5, the RST and there-
LTC1727 are similar to PGI (PGOOD) and PGF (PGOOD).            fore the PGI pins are held low for another 200ms until Time
                                                               Point 11 (see PGI (RST) waveform). At Time Point 12, the
First Timing Cycle                                             power good circuit samples the PGI pin. During normal
                                                               power-up, PGI will go high before Time Point 12. The
When the PC board makes contact with the backplane             power good circuit disables and resets the power good
(Time Point 1), VCC starts to rise. While VCC < 2.23V, the     timer and M12 is turned ON to pull PGT to ground. The
LTC4212 is in UVLO mode. The GATE pin is pulled to             power good glitch filter is then enabled to monitor the
ground by a 200A current source to shut off the external      PGI pin.
N-channel MOSFET and the TIMER, PGT and PGF pins are
all pulled low by internal N-channel FETs M6, M5 and M12.      Power Good Glitch Filter Sequence
When VCC rises above the UVLO threshold of 2.34V (Time
Point 2), the LTC4212 waits for the ON pin to go high ( >      The power good glitch filter sequence is also shown in
1.316V) and checks that the GATE is low (VGATE < 0.2V)         Figure 2 from Time Points 12 through 16. When the glitch
before initiating the first timing cycle (Time Point 3).       filter is enabled, M5, the internal N-channel FET that shorts
                                                               the PGF pin to GND is switched OFF whenever PGI is low.
The first timing cycle begins with the TIMER pin up at a rate  This allows the CPGF capacitor to be charged by an internal
given by Equation 1. At Time Point 4 (the timing period        5A current source towards 1.236V. If the PGF pin voltage
programmed by CTIMER), the TIMER pin voltage equals            exceeds 1.236V, the power good circuit trips the circuit
VTMR = 1.236V. Next the TIMER pin is pulled down by M6         breaker to latch the part off. Tying PGF to GND disables the
to Time Point 5 where VTMR = 0.2V. At Time Point 5, the        glitch filter and prevents the power good from tripping the
LTC4212 checks that the FAULT pin voltage is high (VFAULT      circuit breaker after Time Point 12.
> 1.236V) before initiating the second timing cycle. If
FAULT is forced low externally, the second timing cycle        For supply monitors such as the LTC1326-2.5, the glitch
will not start and the external N-channel FET stays OFF.       filter is less useful. The comparators in the LTC1326-2.5
                                                               that monitor the DC/DC converters have a typical propaga-
Second Timing Cycle                                            tion delay of 13s. If any of the monitored supplies leave
                                                               regulation for more than 13s, the RST signal will be
At the beginning of the second timing cycle (Time Point 6),    pulled low until 200ms after all the supplies re-enter
the LTC4212 FAST COMP is armed and the soft-start              regulation. The net effect is that the LTC1326-2.5 per-
circuit is enabled. The GATE pin is ramped up at a rate        forms the glitch filtering and rejects pulses shorter than
given by Equation 6. If the inrush current from the backplane  13s. The PGOOD output of a DC/DC converter does not
supply (Equation 7) is large enough to cause the voltage       have the 200ms delay of the LTC1326-2.5. Thus any low
drop across the sense resistor to exceed 50mV, the soft-       PGOOD pulse will immediately cause CPGF to be charged
start circuit activates to regulate the inrush current (Equa-  towards 1.236V (Time Points 13 and 14). CPGF values can
tion 5). The soft-start circuit continues to operate until     be selected to reject low pulses that are shorter than some
Time Point 8 when the TIMER pin voltage equals VTMR =          desired pulse width.
1.236V again. At Time Point 8, SLOW COMP is armed and
the power good circuit is enabled.                             Some supply monitor ICs such as the LTC1727 provide
                                                               access to the outputs of comparators monitoring the DC/DC
When the power good circuit is enabled, M12, the internal      converters as well as the RST output. The comparator
N-channel FET shorting the PGT pin to ground is switched       outputs track the converter output voltages. If the LTC4212
OFF and the power good timer started. The DC/DC convert-       PGI pin is used to monitor the output of a comparator rather
ers enter regulation at Time Point 10. In applications         than the RST output of the LTC1727, CPGF can be selected
where the PGI pin is connected to the PGOOD pin of a DC/       to reject low pulses shorter than a desired pulse width.
DC converter, PGI is pulled high shortly after the converter
enters into regulation (see PGI (PGOOD) waveform). In                                                                                                                                 4212f

                                                                                     15
LTC4212                                                        150mV, SLOW COMP trips the ECB (Time Point 10). If the
                                                               voltage across RSENSE jumps above 150mV for 500ns or
             U                                                 more, FAST COMP will trip the ECB.
OPERATIO
                                                               When the ECB trips, the GATE pin is driven to GND
Electronic Circuit Breaker (ECB) Reset Sequence                immediately to shut off the external N-channel FET and
                                                               disconnect the board from the backplane supply. The
The ECB reset sequence is shown in Figure 2 from Time          FAULT pin is latched to a low state and the power good
Points 17 through 19. At Time Point 17, the ON pin is taken    circuit is reset. The PGT and PGF pins are shorted to
low. Ten microseconds later at Time Point 18, the internal     ground by internal N-channel FETs. In order to reset the
logic is reset and a 200A source is connected to the GATE     fault latch, the ON pin must be taken low for more than
pin to pull the pin to ground. 120s after ON goes low         120s (Time Points 12 to 14). After that, taking the ON pin
(Time Point 19), the ECB is reset. When the ON pin is taken    high (Time Point 15) starts a new power-up sequence.
high at Time Point 20 a new first timing cycle is started. If
the time from Time Point 17 to Time Point 18 is less than      Autoretry Sequence
120s, the ECB is not reset and taking the ON pin high at
Time Point 20 will not start a new first timing cycle.         Once the circuit breaker trips, the LTC4212 can be config-
                                                               ured to autoretry that is attempt to reconnect the backplane
Power Good Timeout Fault Sequence                              supply automatically. Both FAULT and ON pins are tied
                                                               together to an external pull-up resistor to VCC (RAUTO) and
Figure 3 shows a power-up sequence in which the DC/DC          to a delay capacitor (CAUTO) as shown in Figure 5.
converters do not enter regulation on time and the power
good trips the ECB. The sequence is the same as for the        Figure 6 shows two autoretry sequences caused by a
normal power-up in Figure 2 until Time Point 12 when the       persistent short. When the circuit breaker trips (Time
power good timer times out and the PGI pin is sampled.         Point 9), an internal N-channel FET at the FAULT pin is
Since PGI is low, the power good circuit trips the ECB. The    turned on to pull the pin low. This discharges the autoretry
GATE pin is pulled to ground immediately to disconnect         capacitor, CAUTO towards ground. When the ON pin volt-
power to the board and the FAULT pin is latched to a           age drops below 0.455V for 10s (from Time Point 10),
low state. The PGT and PGF pins are pulled to GND              internal logic is reset and a 200A current source is
internally by N-channel FETs. To reconnect the board to        connected to the GATE pin. The GATE pin is already pulled
the backplane supply, the ON pin must be taken low for at      down to ground at Time Point 9. The circuit breaker is not
least 120s to reset the ECB and then high again to start      reset so that the FAULT pin continues to discharge CAUTO.
a new first timing cycle.                                      After the ON pin has dropped below 0.455V for more than
                                                               120s (Time Point 11), the circuit breaker is reset. The
Overcurrent Fault Sequence                                     N-channel FET at the FAULT pin is switched off and the
                                                               pull-up resistor at the ON pin starts to charge CAUTO
Figure 4 shows a power-up sequence with SLOW COMP              towards the upper 1.316V threshold of the ON pin. Once
tripping the ECB. At the beginning of the second timing        the ON pin voltage rises above 1.316V, the first timing
cycle (Time Point 6), the GATE pin is connected to the soft-   cycle is started. The total cooling off period for the external
start circuit and FAST COMP is armed but it does not           N-channel FET starts at Time Point 9 when the circuit
usually trip the ECB due to the action of the soft-start       breaker trips to Time Point 15 when the second timing
circuit on the GATE pin. The soft-start circuit regulates the  cycle is started.
voltage across the RSENSE resistor to 50mV. At Time
Point 8, the soft-start circuit is disconnected. A 10A
current source pulls the GATE pin up and SLOW COMP is
armed. If a short occurs and the voltage across RSENSE
jumps above 50mV for more than 18s but is less than

                                                                                                                                                                                                                                                                4212f

16
                                                                                                                                           LTC4212

             U
OPERATIO

                    CHECK FOR GATE < 0.2V                                                                                       ON GOES LOW
                                                 CHECK FOR FAULT HIGH                                                            LOGIC RESET
                                                     FAST COMP ARMED                                                                (200A GATE PULLDOWN)
                                                                              SLOW COMP & POWER GOOD CIRCUIT ARMED
                                                                                                                   PGI SAMPLED          CIRCUIT BREAKER RESET

                                                                                                                                15

           12 3           4 56 7         89        10        11 12  13                                                          14 16 17   19
VCC2.34V

           ON       VREF           VREF                                                                                                             VREF

       TIMER                2ND TIMING                                                                                                       1ST TIMING
                          CYCLE (CTIMER)                                                                                                   CYCLE (CTIMER)
        GATE
                          SOFT-START         VOUT
       DC/DC                 ACTIVE
CONVERTER
                                                       < 200ms
     OUTPUT                                               VOUT
        (RST)

       DC/DC
CONVERTER

     OUTPUT
    (PGOOD)

               VCC
       FAULT

                                  0.95V

PGT                               0.65V

                                              POWER GOOD
                                             TIME-OUT CYCLE

                                                   (CPGT)

PGI

PGF

                          POWER GOOD TIMEOUT FAULT SEQUENCE                                                                     ECB RESET            4212 F03
                                                                                                                                SEQUENCE
                             Figure 3. Power Good Time-Out Fault and ECB Reset Sequence                                                             4212f

                                                                                                                                           17
LTC4212                                                       Sense Resistor Considerations

             U                                                The fault current level at which the LTC4212's internal
OPERATIO                                                      electronic circuit breaker trips is determined by a sense
                                                              resistor connected between the LTC4212's VCC and SENSE
It consists of the time the FAULT pin takes to discharge      pins and two separate trip points. The first trip point is set
CAUTO (Time Points 9 to 10), the 120s needed to reset the
circuit breaker (Time Points 9 to 11), the time it takes the
pull-up resistor at the ON pin to charge CAUTO above
1.316V (Time Points 11 to 12) and the elapsed time before
the external N-channel starts to conduct during the second
timing cycle (Time Points 12 to 16).

                   1          23                   4 56  7    89                                     10 11  12 13 1415                   16

            2.34V
VCC

            ON                               VREF                         VREF                                                     VREF
        TIMER
                                    1ST TIMING                  2ND TIMING                                                1ST TIMING
         GATE                     CYCLE (CTIMER)              CYCLE (CTIMER)                                            CYCLE (CTIMER)

VCC VSENSE                                                  SOFT-START
                                                                 ACTIVE
                                                                                      > 50mV, >18s

                                                         VCC VSENSE = 50mV

       DC/DC                                                0.95V
CONVERTER                                                   0.65V

     OUTPUT                                                         POWER GOOD TIMER
                                                                       ENABLED (CPGT)
                         VCC
       FAULT

          PGT

          PGI

              PGF                 Figure 4. Power-Up with Overcurrent, Slow Comparator Trips the Circuit Breaker                         4212 F04

18                                                                                                                                       4212f
                                                                                                                                                                                       LTC4212

             U
OPERATIO

                BACKPLANE EDGE

                CONNECTOR CONNECTOR

                (FEMALE) (MALE)                                       RSENSE              M1

VCC                                                                   0.007            Si4410DY
5V
                                                   RX                                            +                      1              3                   5V
                                             Z1    10                                                              + LT1963-2.5 +
                                                                                                        10F                                               2.5V
                                                                                        RG                                                                 1.5A
                                                     CX                          8 100 7                                   10F 2
                                                                                                                                              10F
                                                     10nF 9
                                     RAUTO
                                                                      VCC     SENSE    GATE                             1              3
                                         1M          1                                                             + LT1963-3.3 +                          3.3V
                                                                  ON                                                                                       1.5A
                                     CAUTO                                                             R4
                                       2F                                                                                 10F 2
                                                                                                       10k                                    10F

                                                     10                       LTC4212            6             R5
                                                      5 FAULT                             PGI
                                                                                                               10k 3                           1
                                                          GND                                                               VCCA       VCC3

                                                         TIMER                PGT         PGF                  R6          LTC1326-2.5
                                                                                                               2.1k 6
                                                 CTIMER 2                        3 CPGT       4 CPGF                       RST         VCC25  2
                                                 0.01F                            180nF         18pF
                                                                                                                                  GND

GND                                                                                                                                4
                                              Z1 = SMAJ10A (TVS)
                                                                                                                                                                             4212 F05

                                     Figure 5. LTC4212 Autoretry Application

          12 3        456                        78                        9 10        11 12                  13 14 15             16 17            18 19

  2.34V
VCC

    1.316V                                                                             1.31V
ON

                                                                      0.455V                                                                      0.455V

                VREF                 VREF                                                              VREF                VREF

TIMER                  1ST              2ND                                                           1ST                 2ND
GATE                TIMING           TIMING                                                        TIMING              TIMING
                CYCLE (CTIMER)   CYCLE (CTIMER)                                                CYCLE (CTIMER)      CYCLE (CTIMER)

                                SOFT-START ACTIVE                                                                  SOFT-START ACTIVE

                                 VCC VSENSE =      > 50mV, > 18s                                                VCC VSENSE =         > 50mV, > 18s
                                      50mV                                                                              50mV
VCC VSENSE

       DC/DC                         0.95V                                                                                 0.95V
CONVERTER                            0.65V                                                                                 0.65V

     OUTPUT                                        POWER GOOD                                                                            POWER GOOD
                                                 TIMER ENABLED                                                                         TIMER ENABLED
       FAULT
                                                        (CPGT)                                                                                (CPGT)
          PGT

          PGI

          PGF

                                                 Figure 6. Autoretry Sequence                                                                                                          4212 F06

                                                                                                                                                                                                                 4212f

                                                                                                                                                                                          19
LTC4212                                                           Calculating Circuit Breaker Trip Current

             U                                                    For a selected RSENSE value, the nominal load current that
OPERATIO                                                          trips the circuit breaker is given by Equation 10:

by the SLOW COMP's threshold, VCB(SLOW) = 50mV, and
occurs should a load current fault condition exist for more
than 18s. The current level at which the electronic circuit
breaker trips is given by Equation 8:

ITRIP(SLOW)  =  VCB(SLOW)     =  50mV                        (8)                  CURRENT FLOW  IRC-TT SENSE RESISTOR  CURRENT FLOW
                 RSENSE          RSENSE                                               TO LOAD        LR251201R010F         TO LOAD
                                                                                                     OR EQUIVALENT
The second trip point is set by the FAST COMP's threshold,                                            0.01, 1%, 1W
VCB(FAST) = 150mV, and occurs during fast load current
transients that exist for 500ns or longer. The current level      TRACK WIDTH W:
at which the circuit breaker trips in this case is given by
Equation 9:                                                       0.03" PER AMP         W

                                                                  ON 1 OZ COPPER

                                                                                                                           4212 F07

ITRIP(FAST)  =  VCB(FAST)  =   150mV                         (9)                                                      TO TO
                 RSENSE        RSENSE                                                                                VCC SENSE

                                                                  Figure 7. Making PCB Connections to the Sense Resistor

As a design aid, the currents at which electronic circuit         ITRIP(NOM)      =    VCB(NOM)   =        50mV            (10)
                                                                                     RSENSE(NOM)        RSENSE(NOM)
breaker trips for common values for RSENSE are shown in
Table 4.

Table 4. ITRIP(SLOW) and ITRIP(FAST) vs RSENSE                    The minimum load current that trips the circuit breaker is
                                                                  given by Equation 11.
RSENSE          ITRIP(SLOW)                     ITRIP(FAST)
0.005               10A                            30A
                                                   25A
0.006                      8.3A                    21A                                 VCB(MIN)         40mV
                                                   19A                               RSENSE(MAX)     RSENSE(MAX)
0.007                      7.1A                    17A            ITRIP(MIN)      =               =                        (11)
                                                   15A
0.008                      6.3A

0.009                      5.6A                                   where

0.01                       5A

For proper circuit breaker operation, Kelvin-sense PCB            RSENSE(MAX)        =  RSENSE(NOM)          RTOL      
connections between the sense resistor and the LTC4212's                                                1+    100        
VCC and SENSE pins are strongly recommended. The                                                                        
drawing in Figure 7 illustrates the correct way of making
connections between the LTC4212 and the sense resistor.           The maximum load current that trips the circuit breaker is
PCB layout should be balanced and symmetrical to mini-            given in Equation 12.
mize wiring errors. In addition, the PCB layout for the
sense resistor should include good thermal management             ITRIP(MAX)         =   VCB(MAX)    =     60mV
techniques for optimal sense resistor power dissipation.                                RSENSE(MIN)     RSENSE(MIN)
                                                                                                                           (12)
The power rating of the sense resistor should accommo-
date steady-state fault current levels so that the compo-         where
nent is not damaged before the circuit breaker trips.
Table 5 in the Appendix lists sense resistors that can be         RSENSE(MIN)        =  RSENSE(NOM)         RTOL      
used with the LTC4212's circuit breaker.                                                                1   100         
                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                                                                                                4212f

20
                                                                                            LTC4212

             U                                                external MOSFET should have a VGS(MAX) rating that is
OPERATIO                                                      higher than the operating input supply voltage to ensure

For example:                                                  that the external MOSFET is not destroyed by a negative

If a sense resistor with 7m 5% RTOL is used for current      VGS voltage. In addition, the VGS(MAX) rating of the
limiting, the nominal trip current ITRIP(NOM) = 7.1A. From    MOSFET must be higher than the gate overdrive voltage.
Equations 11 and 12, ITRIP(MIN) = 5.4A and ITRIP(MAX) =
9.02A respectively.                                           Lower VGS(MAX) rating MOSFETs can be used with the
                                                              LTC4212 if the GATE overdrive is clamped to a lower
For proper operation and to avoid the circuit breaker
tripping unnecessarily, the minimum trip current              voltage. The circuit in Figure 8 illustrates the use of zener
(ITRIP(MIN)) must exceed the circuit's maximum operating
load current. For reliability purposes, the operation at the  diodes to clamp the LTC4212's GATE overdrive signal if
maximum trip current (ITRIP(MAX)) must be evaluated
carefully. If necessary, two resistors with the same RTOL     lower voltage MOSFETs are used.
can be connected in parallel to yield an RSENSE(NOM) value
that fits the circuit requirements.                                RSENSE  Q1

Power MOSFET Selection Criteria                               VCC                           VOUT

To start the power MOSFET selection process, choose the                          D1* D2*
maximum drain-to-source voltage, VDS(MAX), and the
maximum drain current, ID(MAX) of the MOSFET. The                              RG
VDS(MAX) rating must exceed the maximum input supply                           200
voltage (including surges, spikes, ringing, etc.) and the
ID(MAX) rating must exceed the maximum short-circuit                       GATE             4212 F08
current in the system during a fault condition. In addition,
consider three other key parameters: 1) the required gate-    *USER SELECTED VOLTAGE CLAMP
source (VGS) voltage drive, 2) the voltage drop across the    (A LOW BIAS CURRENT ZENER DIODE IS RECOMMENDED)
drain-to-source on resistance, RDS(ON) and 3) the maxi-       1N4688 (5V)
mum junction temperature rating of the MOSFET.                1N4692 (7V): LOGIC-LEVEL MOSFET
                                                              1N4695 (9V)
Power MOSFETs are classified into two categories: stan-       1N4702 (15V): STANDARD-LEVEL MOSFET
dard MOSFETs (RDS(ON) specified at VGS = 10V) and
logic-level MOSFETs (RDS(ON) specified at VGS = 5V). The      Figure 8. Optional Gate Clamp for Lower VGS(MAX) MOSFETs
absolute maximum rating for VGS is typically 20V for
standard MOSFETs. However, the VGS maximum rating             The RDS(ON) of the external pass transistor should be low
for logic-level MOSFETs ranges from 8V to 20V de-           to make its drain-source voltage (VDS) a small percentage
pending upon the manufacturer and the specific part           of VCC. At a VCC = 2.5V, VDS + VRSENSE = 0.1V yields 4%
number. The LTC4212's GATE overdrive as a function of         error at the output voltage. This restricts the choice of
VCC is illustrated in the Typical Performance curves. Logic-
level MOSFETs are recommended for low supply voltage          MOSFETs to very low RDS(ON). At higher VCC voltages, the
applications and standard MOSFETs can be used for appli-      VDS requirement can be relaxed in which case MOSFET
cations where supply voltage is greater than 4.75V.           package dissipation (PD and TJ) may limit the value of
                                                              RDS(ON). Table 6 lists some power MOSFETs that can be
Note that in some applications, the gate of the external      used with the LTC4212.
MOSFET can discharge faster than the output voltage
when the circuit breaker is tripped. This causes a negative   For reliable circuit operation, the maximum junction tem-
VGS voltage on the external MOSFET. Usually, the selected     perature (TJ(MAX)) for a power MOSFET should not exceed
                                                              the manufacturer's recommended value. This includes
                                                              normal mode operation, start-up, current-limit and
                                                              autoretry mode in a fault condition. Under normal condi-
                                                              tions the junction temperature of a power MOSFET is given
                                                              by Equation 13:

                                                              MOSFET Junction Temperature,

                                                              TJ(MAX)  TA(MAX) + JA PD                       (13)

                                                                                                                        4212f

                                                                                                               21
LTC4212                                                       of this data sheet. In this case, the LTC4212 is mounted
             U                                                on the PCB and a 20k/10k resistive divider is connected to
                                                              the ON pin. On the edge connector, R1 is wired to a short
OPERATIO                                                      pin. Until the connectors are fully mated, the ON pin is held
                                                              low, keeping the LTC4212 in an off state. Once the
where                                                         connectors are mated, the resistive divider is connected
                                                              to VCC, VON > 1.316V and the LTC4212 begins a start-up
   PD = (ILOAD)2 RDS(ON)                                    cycle.

   JA = junction-to-ambient thermal resistance                PCB Layout Considerations

   TA(MAX) = maximum ambient temperature                      For proper operation of the LTC4212's circuit breaker
                                                              function, a 4-wire Kelvin connection to the sense resistors
If a short circuit happens during start-up, the external      is highly recommended. In Hot Swap applications where
MOSFET can experience a big single pulse energy. This is      load currents can reach 10A or more, narrow PCB tracks
especially true if the applications only employed a small     exhibit more resistance than wider tracks and operate at
gate capacitor or no gate capacitor at all. Consult the safe  more elevated temperatures. Since the sheet resistance of
operating area (SOA) curve of the selected MOSFET to          1 ounce copper foil is approximately 0.54m/square,
ensure that the TJ(MAX) is not exceeded during start-up.      track resistances add up quickly in high current applica-
                                                              tions. Thus, to keep PCB track resistance and temperature
Using Staggered Pin Connectors                                rise to a minimum, PCB track width must be appropriately
                                                              sized. Consult Appendix A of LTC Application Note 69 for
The LTC4212 can be used on either a printed circuit board     details on sizing and calculating trace resistances as a
or on the backplane side of the connector. Printed circuit    function of copper thickness.
board edge connectors with staggered pins are recom-
mended as the insertion and removal of circuit boards do      In the majority of applications, it will be necessary to use
sequence the pin connections. Supply voltage and ground       plated-through vias to make circuit connections from
connections on the printed circuit board should be wired      component layers to power and ground layers internal to
to the edge connector's long pins or blades. Control and      the PC board. For 1 ounce copper foil plating, a good
status signals (like FAULT and ON) passing through the        starting point is 1A of DC current per via, making sure the
card's edge connector should be wired to short length pins    via is properly dimensioned so that solder completely fills
or blades.                                                    any void. For other plating thicknesses, check with your
                                                              PCB fabrication facility.
PCB Connection Sense

There are a number of ways to use the LTC4212's ON pin
to detect whether the printed circuit board has been fully
seated in the backplane before the LTC4212 commences
a start-up cycle.

An example is shown in the schematic on the front page

APPE DIXU

Table 5 lists some current sense resistors that can be used   that are available. Table 7 lists the web sites of several
with the circuit breaker. Table 6 lists some power MOSFETs    manufacturers. Since this information is subject to change,
                                                              please verify the part numbers with the manufacturer.
Table 5. Sense Resistor Selection Guide

CURRENT LIMIT VALUE  PART NUMBER                              DESCRIPTION             MANUFACTURER

1A                   LR120601R050                             0.05 0.5W 1% Resistor   IRC-TT

2A                   LR120601R025                             0.025 0.5W 1% Resistor  IRC-TT

2.5A                 LR120601R020                             0.02 0.5W 1% Resistor   IRC-TT

3.3A                 WSL2512R015F                             0.015 1W 1% Resistor    Vishay-Dale

5A                   LR251201R010F                            0.01 1.5W 1% Resistor   IRC-TT

10A                  WSR2R005F                                0.005 2W 1% Resistor    Vishay-Dale

                                                                                                    4212f

22
APPE DIX                                              U                                                                                                        LTC4212
                                 U
Table 6. N-Channel Selection Guide                                                                                                                          MANUFACTURER
                                                                                                                                                            ON Semiconductor
CURRENT LEVEL (A)                PART NUMBER                                               DESCRIPTION                                                      ON Semiconductor
                                                                                                                                                            ON Semiconductor
0 to 2                           MMDF3N02HD                                                Dual N-Channel SO-8                                              ON Semiconductor
                                                                                           RDS(ON) = 0.1, CISS = 455pF
2 to 5                           MMSF5N02HD                                                Single N-Channel SO-8
                                                                                           RDS(ON) = 0.025, CISS = 1130pF
5 to 10                          MTB50N06V                                                 Single N-Channel DD Pak
                                                                                           RDS(ON) = 0.028, CISS = 1570pF
10 to 20                         MTB75N05HD                                                Single N-Channel DD Pak
                                                                                           RDS(ON) = 0.0095, CISS = 2600pF

Table 7. Manufacturers' Web Sites                                     WEB SITE
MANUFACTURER                                                          www.temic.com
TEMIC Semiconductor                                                   www.irf.com
International Rectifier                                               www.onsemi.com
ON Semiconductor                                                      www.semi.harris.com
Harris Semiconductor                                                  www.irctt.com
IRC-TT                                                                www.vishay.com
Vishay-Dale                                                           www.vishay.com
Vishay-Siliconix                                                      www.diodes.com
Diodes, Inc.

PACKAGE DESCRIPTIO                                                               MS Package
                                                                           10-Lead Plastic MSOP
                                                      0.889 0.127   (Reference LTC DWG # 05-08-1661)
                                                       (.035 .005)
                                                                                                                            3.00 0.102                       0.497 0.076
                                                                                                                            (.118 .004)                      (.0196 .003)

                                                                                                                              (NOTE 3)                               REF

                                                                                                                                                   10 9 8 7 6

           5.23                   3.20 3.45                                      0.254   DETAIL "A"                       4.90 0.152                       3.00 0.102
          (.206)                 (.126 .136)                                     (.010)             0 6 TYP           (.193 .006)                      (.118 .004)
           MIN
                                                                                                                                                                 (NOTE 4)
                                                                      GAUGE PLANE
                                                                                                                                                                  0.86
0.305 0.038                      0.50                                                                  0.53 0.152                12345                      (.034)
(.0120 .0015)                    (.0197)                                                                (.021 .006)                                           REF
                                                                                                                             1.10
      TYP                           BSC                                                    DETAIL "A"                       (.043)                                0.127 0.076
                                                                                                                            MAX                                   (.005 .003)
                                 RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT
                                                                                                                                                                       MSOP (MS) 0603
                                                                          0.18                                     SEATING   0.17 0.27
                                                                         (.007)                                      PLANE  (.007 .011)                                           4212f

NOTE:                                                                                                                            TYP                0.50         23
1. DIMENSIONS IN MILLIMETER/(INCH)
2. DRAWING NOT TO SCALE                                                                                                                            (.0197)
3. DIMENSION DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH, PROTRUSIONS OR GATE BURRS.                                                                                BSC

   MOLD FLASH, PROTRUSIONS OR GATE BURRS SHALL NOT EXCEED 0.152mm (.006") PER SIDE
4. DIMENSION DOES NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH OR PROTRUSIONS.

   INTERLEAD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED 0.152mm (.006") PER SIDE
5. LEAD COPLANARITY (BOTTOM OF LEADS AFTER FORMING) SHALL BE 0.102mm (.004") MAX

                                 Information furnished by Linear Technology Corporation is believed to be accurate and reliable.
                                 However, no responsibility is assumed for its use. Linear Technology Corporation makes no represen-
                                 tation that the interconnection of its circuits as described herein will not infringe on existing patent rights.
LTC4212

TYPICAL APPLICATIO           U

                     Monitoring DC/DC Converters with the LTC1326-2.5 Supply Monitor

        BACKPLANE EDGE                                                RSENSE           M1
        CONNECTOR CONNECTOR                                           0.007        Si4410DY

         (FEMALE) (MALE)

   VCC                                    RX                                                +                    1             3                  5V
    5V                            Z1      10                                                               + LT1963-2.5 +                         2.5V
                                                                                                     10F                                         1.5A
FAULT                                     CX                                                                        10F 2        10F            3.3V
                                                                                       7                                                          1.5A
  GND                                     100nF 9                             8
                                                                                                                                           4212 TA02
                             R1 10k       1                VCC SENSE               GATE                          1             3
                                                                                                                    LT1963-3.3 +
                                              ON                                                  R4          +

                             R3       R2                                                          10k      R5       10F 2        10F
                                                                                                           10k
                             10k      20k 10                          LTC4212                 6
                                                                                       PGI                 R6
                                          5 FAULT                                                          2.1k  3                     1
                                              GND                                                                   VCCA       VCC3

                                              TIMER                           PGT      PGF                          LTC1326-2.5

                                          CTIMER 2                            3 CPGT     4 CPGF                  6                      2
                                          0.01F                                180nF       18pF                    RST        VCC25

                                                                                                                          GND

                                                                                                                            4

                     Z1 = SMAJ10A (TVS)

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LTC1421              Two Channels, Hot Swap Controller                                      Operates from 3V to 12V and Supports 12V
LTC1422              Single Channel, Hot Swap Controller                                    Operates from 2.7V to 12V
LT1640AL/LT1640AH    Negative Voltage Hot Swap Controller                                   Operates from 10V to 80V
LTC1642              Single Channel, Hot Swap Controller                                    Overvoltage Protection and Foldback Current Limit
LTC1643AL/LTC1643AH  PCI-Bus Hot Swap Controller                                            3.3V, 5V and 12V for PCI and CPCI
LTC1647              Dual Channel, Hot Swap Controller                                      Operates from 2.7V to 16.5V
LTC4210-1/LTC4210-2  Single Channel, Hot Swap Controller                                    Hot Swap Controller with Active Current Limiting
LTC4211              Single Channel, Hot Swap Controller                                    Overvoltage and Overcurrent Protection
LTC4230              Triple Channel, Hot Swap Controller                                    Triple Hot Swap Controller with Multifunction Current Control
LTC4241              PCI-Bus Hot Swap Controller                                            With 3.3V Auxiliary Standby Channel
LTC4251/LTC4251-1/   48V Voltage Hot Swap Controller                                       Negative Voltage Hot Swap Controller in SOT-23
LTC4251-2
LTC4252              48V Hot Swap Controller                                               48V Hot Swap Controller in 8-Pin or 10-Pin MSOP
LTC4253              Triple Power Supply Sequenced 48V Hot Swap Controller                 48V Hot Swap Controller with Triple Supply Sequencing
                                                                                            in 16-Pin SSOP
LT4256-1/LT4256-2    Positive Voltage Hot Swap Controller                                   Operates from 10.8V to 80V, Autoretry/Latch Off

24 Linear Technology Corporation                                                                                                                                                 4212f
             1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417                                                                                LT/TP 0304 1K PRINTED IN USA
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