熱插拔控制器

1、不一樣的熱插拔控制器不一樣的熱插拔控制器(圖)作者：作者：美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司NeilGutierrez日期：日期：2008513來(lái)源：來(lái)源：本網(wǎng)字符大小：【大】【中】【小】熱插拔的定義是在帶電運(yùn)行的背板中插入或移除電路板。熱插拔技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到電信服務(wù)器、USB接口、火線(firewire)和CompactPCI中。這種技術(shù)可在維持系統(tǒng)背板的電壓下，更換發(fā)生故障的電路板，并保證系統(tǒng)中其他正常的電路板仍可保持運(yùn)作。在工作中的背板上進(jìn)行熱

2、插拔時(shí)，最大的風(fēng)險(xiǎn)在于電路板上的電容器會(huì)給電源造成一個(gè)低阻抗路徑，從而引發(fā)大的浪涌電流。浪涌電流可以損毀電路板上的電容、導(dǎo)線和連接器。此外，系統(tǒng)電壓亦可能會(huì)因浪涌電流而下降到系統(tǒng)重置閾值以下，使得其他連接著背板的電路板也無(wú)故重置。熱插拔控制器通過(guò)控制一個(gè)外加FET(見(jiàn)圖1)來(lái)限制浪涌電流。此外，這個(gè)控制器可在輸出短路到接地或發(fā)生大型負(fù)載瞬變的情況下對(duì)電流做出限制。設(shè)計(jì)人員在FET時(shí)，通常都認(rèn)為只要該FET能抵受DC電流負(fù)載和最大輸入電壓

3、便足夠?？墒牵绻刂破靼l(fā)生故障并且該控制器又是唯一可控制電流的器件，那這類控制器在任何的操作條件下都不能確保FET處于安全運(yùn)作范圍(SOA)內(nèi)。本文將比較兩類控制器，一類只具備有電流限制的控制能力，而另一類是可同時(shí)擁有功率和電流限制的控制能力熱插拔控制器，如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的LM5069。圖1LM5069熱插拔控制器控制器控制器圖1所示為L(zhǎng)M5069熱插拔控制器。當(dāng)浪涌電流流經(jīng)傳感電阻器(Rsns)時(shí)會(huì)被感測(cè)到，而控制器只會(huì)容許一個(gè)預(yù)定

4、的最大電壓通過(guò)Rsns。假如電壓增加并超過(guò)這個(gè)最大電壓值時(shí)，控制器便會(huì)調(diào)整柵極電壓，使其維持最大值電流一定的時(shí)間。電流限制所容許的最長(zhǎng)時(shí)間取決于故障檢測(cè)電流、故障閾值和外加電容器，并且通過(guò)計(jì)時(shí)器(TIMER)引腳來(lái)編程。一旦TIMER到達(dá)故障的閾值，控制器便會(huì)關(guān)閉柵極，同時(shí)輸出會(huì)脫離系統(tǒng)的輸入電壓。系統(tǒng)欠壓和過(guò)壓會(huì)分別經(jīng)由UVLO和OVLO引腳上的電阻分壓器而檢測(cè)。這個(gè)組件可驗(yàn)證輸入電壓是處于指定范圍，還是高出欠壓閾值或低于過(guò)壓閾值。假

5、如輸入電壓在指定范圍以外，那柵極便會(huì)關(guān)閉。電源正常引腳(PGD)是一個(gè)開(kāi)放漏極輸出。當(dāng)輸出(VOUT)還有幾伏便到達(dá)輸入(VIN)時(shí)，開(kāi)放漏極下拉器件便會(huì)被關(guān)閉，而PGD會(huì)上拉到VOUT電軌。PGD輸出可以用來(lái)圖3SUM40N1538的SOA曲線圖4中的藍(lán)色曲線表示同時(shí)具有電流和功率限制功能的LM5069。其編程電流限制被設(shè)置成5A，而功率限制則被設(shè)置成50W，至于故障時(shí)間再一次被編程到40ms?，F(xiàn)在，當(dāng)50V的輸出發(fā)生短路時(shí)，組件將不

6、會(huì)再在電流限制模式(5A)中工作，取而代之是在功率限制的模式下(50V1A=50W)。這時(shí)，F(xiàn)ET將仍然在10ms的SOA曲線下面，防止FET發(fā)生故障(圖3中的藍(lán)色虛線)。同樣地，當(dāng)一個(gè)熱插拔發(fā)生在50V輸出時(shí)，功率限制模式將會(huì)把FET維持在SOA范圍以內(nèi)(圖3中的藍(lán)色虛線)。當(dāng)VDS10V時(shí)，組件將會(huì)進(jìn)入電流限制模式，并全程為輸出提供所需的電流負(fù)載，以將FET保持在SOA以內(nèi)。LM5069的功率限制功能只會(huì)當(dāng)通過(guò)FET的功率意圖超越5