Der MAX5921/MAX5939 von Maxim Integrated (jetzt Teil von Analog Devices) löst das Problem, mit dem jede -48-V-Telecom-Einschubeinheit konfrontiert ist: Wie lässt sich eine Steckkarte in eine aktive Backplane einstecken, ohne dass der Einschaltstrom den Steckverbinder beschädigt oder die Versorgung einbricht? Der MAX5921 ist ein Hot-Swap-Controller mit kontrolliertem Einschaltvorgang – er rampt einen externen N-Kanal-MOSFET sanft auf und hält den Einschaltstrom innerhalb einer programmierten Grenze, während sich die Bulk-Kapazität der Last auflädt. MAX5921EESA+ ist die RoHS-Variante ("+") im 8-Pin-SO; das Bauteil ist ein Direktersatz für den branchenüblichen LT1640/LT4250.

Der Strompfad ist um einen externen R_SENSE aufgebaut, dessen Wert der Entwickler entsprechend dem Kartenstrom auslegt; der Controller überwacht die Spannung über diesem Widerstand über den SENSE-Pin. Zwei Grenzwerte wirken darauf: ein programmierbarer Einschaltstrom-/Sicherungsschalter-Pegel für den normalen Einschaltvorgang und eine schnelle Kurzschlussreaktion, die den GATE-Pin mit einem Strom von 450 mA herunterzieht – dieser hohe Gate-Pulldown sorgt dafür, dass ein großer MOSFET schnell abschaltet, wenn die Last kurzgeschlossen wird, bevor das Bauteil oder der Steckverbinder beschädigt wird. Ein Überstrom-Fehlerintegrator unterscheidet einen echten Fehler von einer kurzzeitigen Spitze, und das Bauteil übersteht -100-V-Eingangsimpulse ohne externe Bauteile.

Die Überwachungsfunktionen runden das Bild ab. Programmierbare Überspannungs- und Unterspannungs-Komparatoren mit integriertem Glitch-Filter halten die Steckkarte gesperrt, bis die -48-V-Schiene im gültigen Bereich liegt; ein Open-Drain-PWRGD̅-Ausgang signalisiert dem System, dass die Steckkarte eingeschaltet und in Regelung ist; und eine Schaltung zur thermischen Abschaltung schützt den externen MOSFET. Der MAX5921 arbeitet von -20 V bis -80 V über den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C, wobei die Eingangssprünge und -spitzen einer realen Backplane in seine Störfestigkeit eingeflossen sind.

Hinweis: Die Werte entstammen dem Maxim-Datenblatt MAX5921/MAX5939. Alle Parameter sind vor der endgültigen Schaltungsfestlegung anhand der jeweils aktuellen offiziellen Dokumentation zu verifizieren.

MAX5921EESA+ wird im 8-Pin-SO-Gehäuse geliefert (0,150-Zoll-schmales SOIC, Gehäuseumriss 21-0041) – das Standard-Kleingehäuse, das auf einer -48-V-Steckkarte neben dem externen MOSFET und R_SENSE platziert wird. Der Controller führt nur Gate-Ansteuerungs- und Messsignale; der Laststrom fließt durch den externen MOSFET und den Shunt-Widerstand, sodass das Layout entscheidend ist: SENSE per Kelvin-Anschluss direkt an R_SENSE anbinden, die GATE-Leiterbahn kurz zum MOSFET führen, die Hochspannungsknoten VEE/DRAIN mit ausreichendem Kriechweg routen und V_DD direkt am Pin entkoppeln. Die Maßzeichnung unten zeigt alle mechanischen Details.

Das 8-Pin-SO gruppiert die Überwachungseingänge auf einer Seite und die MOSFET-Ansteuerung/-Messung auf der anderen (gemäß Datenblatt MAX5921/MAX5939):

• Pin 1 - PWRGD̅: Power-Good-Ausgang (Open-Drain); aktiv, wenn die Steckkarte eingeschaltet und in Regelung ist.
• Pin 2 - OV: Überspannungs-Programmierereingang; legt die obere Backplane-Spannungsschwelle fest.
• Pin 3 - UV: Unterspannungs-Programmierereingang; legt die untere Schwelle fest (Steckkarte bleibt darunter gesperrt).
• Pin 4 - V_EE: Negative Versorgung (-48-V-Rückleiter / negativste Schiene).
• Pin 5 - SENSE: Strommesseingang; Kelvin-Anschluss an den externen R_SENSE.
• Pin 6 - GATE: Gate-Ansteuerung für den externen N-Kanal-MOSFET; 450-mA-Gate-Entladung.
• Pin 7 - DRAIN: MOSFET-Drain-Messung / Ausgangsüberwachungseingang.
• Pin 8 - V_DD: Positive Versorgung des Controllers; gegen V_EE entkoppeln.

Die nächstliegenden Optionen sind das Familienmitglied und weitere -48-V- bzw. Negativ-Hot-Swap-Controller von Maxim. Spannungsbereich, Gate-Ansteuerung und Messmethode vor einem Austausch auf die Steckkarte abstimmen.

Auswahlhinweise: Den MAX5921 bevorzugen für einen Hot-Swap-Controller mit kontrolliertem Einschaltvorgang für -48 V mit externem R_SENSE und hohem Gate-Pulldown im 8-SO-Gehäuse sowie als Direktersatz für den LT1640/LT4250. Auf den MAX5939-Familienbegleiter oder den MAX5910 für verwandte -48-V-Designs wechseln, oder auf den integrierten MAX5950/MAX5957/MAX5978, wenn ein Leistungsmanagement-Controller mit höherer Integration besser zum System passt.

Maxim Integrated, jetzt Teil von Analog Devices, Inc. (ADI), entwickelte den MAX5921/MAX5939 für die -48-V-Telecom- und Datenkom-Infrastruktur, in der Steckkarten im laufenden Betrieb eingesetzt und entnommen werden – und bot Entwicklern damit einen Direktersatz für den etablierten LT1640/LT4250 mit dem hohen Gate-Pulldown und der Störimpulsfestigkeit, die robuste Backplanes erfordern.

ADI pflegt das Datenblatt, die Auslegungshinweise für R_SENSE und Zeitglieder sowie die MOSFET-SOA-Applikationshinweise der Familie – die Dokumentation, die aus dem externen Shunt-Widerstand und MOSFET einen sicheren und reproduzierbaren Hot-Swap auf einer aktiven -48-V-Einschubeinheit macht.