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低壓電源熱插拔和上電順序控制

發(fā)布時(shí)間:2010-11-05

中心議題:
  • 電信設(shè)備電源熱插拔和上電順序控制
解決方案:
  • 限制輸入電流小于預(yù)設(shè)值,避免瞬態(tài)大電流沖擊
  • 瞬態(tài)電流則始終被控制在門限值以內(nèi)

對(duì)于正在運(yùn)行的電信設(shè)備或數(shù)據(jù)通信設(shè)備,在做電路板維護(hù)和升級(jí)、需要更換電路板時(shí),都不能將整個(gè)系統(tǒng)斷電,以保證通信或系統(tǒng)工作的連續(xù)性。這樣就要求在背板帶電的情況下進(jìn)行電路板插拔,也就是熱插拔,相應(yīng)地帶來(lái)了一些新的問(wèn)題和設(shè)計(jì)要求。在電路板插入帶電背板時(shí),電路板電源輸入濾波電容處于低阻狀態(tài)。從背板流向電路板的瞬態(tài)沖擊電流可能燒壞插座或板上器件,也可能瞬時(shí)拉低背板電源電壓,引起系統(tǒng)掉電復(fù)位。因此需要特別設(shè)計(jì)熱插拔控制電路以解決這些問(wèn)題。

Maxim公司推出了一系列電源熱插拔控制器,適應(yīng)于各種背板電源的要求。MAX5927/5929是針對(duì)低壓電源系統(tǒng)的+1V到13.2V的四通道熱插拔控制器。在電路板熱插拔時(shí),MAX5927/5929控制輸出電壓緩慢升高,同時(shí)限制輸入電流小于預(yù)設(shè)值,避免瞬態(tài)大電流沖擊,保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。圖1是典型應(yīng)用電路圖,圖2是熱插拔時(shí)的啟動(dòng)電壓、電流波形??梢钥闯觯琈OSFET的柵極電壓受MAX5927/5929的控制,按照固定斜率上升,逐漸打開(kāi)MOSFET,輸出到電路板的電壓也基本同步地按斜率上升,瞬態(tài)電流則始終被控制在門限值以內(nèi),避免了大的沖擊電流的出現(xiàn)。啟動(dòng)時(shí)間和電流限值都可以簡(jiǎn)單地通過(guò)一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)定,為設(shè)計(jì)工程師提供了極大的靈活性。

正常啟動(dòng)之后,MAX5927/929對(duì)系統(tǒng)和電路板電源繼續(xù)提供故障保護(hù)功能。通過(guò)采用雙速率/雙電平比較器,既可以在發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)流故障時(shí)及時(shí)關(guān)斷MOSFET,提供保護(hù)功能,又可以避免對(duì)噪聲和負(fù)載瞬態(tài)變化的誤動(dòng)作。

在低電壓、多電源系統(tǒng)中,一般會(huì)有上電順序的要求,MAX5927/5929提供三種工作模式,包括電壓跟隨模式、順序上電模式和獨(dú)立模式,來(lái)滿足設(shè)計(jì)者的需要。在符合啟動(dòng)條件,無(wú)系統(tǒng)/電路板故障情況下,電壓跟隨模式保證所有四路通道在熱插拔時(shí),同時(shí)上電,如果有任何故障發(fā)生,不論是哪一個(gè)通道,所有通道同時(shí)斷電。圖3是電壓跟隨模式的時(shí)序圖,可以看到所有四路電壓同步跟隨上升。


順序上電模式則根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求,順序打開(kāi)/關(guān)閉每一個(gè)通道。如果出現(xiàn)故障情況,則所有通道會(huì)被同時(shí)關(guān)閉,圖4是順序上電模式時(shí)序圖。

在獨(dú)立控制模式下,所有通道完全獨(dú)立控制。當(dāng)某一通道出現(xiàn)故障時(shí),只有這一路電源才會(huì)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。
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