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          辰潤電子淺談兩種常見(jiàn)熱插拔浪涌電流控制方案

          Date:2020-06-14Click:1899
          在平時(shí)的設計研發(fā)工作中,工程師們常常會(huì )用到熱插拔浪涌電流控制電路,來(lái)進(jìn)行濾波和充電電流限制。而針對設計要求,合理選擇熱插拔浪涌電路的控制方案,也是非常重要的。在今天的文章中,我們將會(huì )為剛剛開(kāi)始從事電源設計工作的新人工程師們,科普兩種常見(jiàn)的熱插拔浪涌電流控制方案,大家一起來(lái)看看吧。

          交錯引腳法
          交錯引腳法是目前最常用到的熱插拔浪涌電流控制技術(shù)之一,有的工程師也習慣性的將其稱(chēng)為“預充電引腳法”??梢哉f(shuō),這種方法是最基本的熱插拔浪涌電流控制 方案,從物理結構上引入一長(cháng)、一短兩組交錯電源引腳,在長(cháng)電源引腳上串聯(lián)了一個(gè)預充電電阻,以此起到控制作用。當板卡插入背板時(shí),長(cháng)電源引腳首先接觸到電 源,通過(guò)預充電電阻為插入板卡負載電容充電,并進(jìn)行濾波和充電電流限制,板卡將要完全插入時(shí),短電源引腳接入電源,從而旁路連接在長(cháng)電源引腳的預充電電 阻,為插入板卡供電提供一個(gè)低阻通道,信號引腳在插入板卡的最后時(shí)刻接入。板卡從背板拔出時(shí),控制過(guò)程正好相反,長(cháng)電源引腳最后與背板分離,通過(guò)預充電電 阻為板卡負載電容放電。然而,這種最基礎的熱插拔浪涌電流控制方法,也同樣具有較大的弊端。在實(shí)際的應用過(guò)程中,交錯引腳法不能控制負載電容的充電速率,除此之外,預充電電阻的 選擇必須權衡預充電流和浪涌電流,如果電阻選擇不合理,會(huì )影響系統工作。交錯引腳方案需要一個(gè)特殊的連接器,這將會(huì )給選型設計帶來(lái)一定的困難。

          熱敏電阻法
          接下來(lái)要為大家介紹的第二種常用到的熱插拔浪涌電流控制方案,是熱敏電阻法。顧名思義,所謂的熱敏電阻法指的是采用一個(gè)負溫度系數(NTC)熱敏電阻配合 一個(gè)外部MOSFET使用,其工作原理是NTC熱敏電阻置于功率MOSFET盡可能近,熱敏電阻上的溫度與功率MOSFET外殼的溫度直接成正比,控制 MOSFET柵極電壓控制器的開(kāi)關(guān)門(mén)限輸入電平與熱敏電阻上的溫度成反比。當板卡在背板上進(jìn)行熱插拔時(shí),MOSFET在瞬時(shí)浪涌電流的作用下溫度升 高,NTC熱敏電阻上的溫度隨著(zhù)升高,柵極電壓控制器開(kāi)關(guān)門(mén)限電平下降,來(lái)達到對板卡熱插拔時(shí)浪涌電流控制。在采用熱敏電阻法進(jìn)行熱插拔浪涌電流控制的電路設計時(shí),有一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題需要各位工程師們進(jìn)行注意,那就是當板 卡連續反復插拔時(shí),電路中的熱敏電阻可能沒(méi)有足夠的冷卻時(shí)間,從而在隨后的熱插拔事件中不能有效限制浪涌電流。同時(shí)需要考慮NTC熱敏電阻的反作用時(shí)間引 起的長(cháng)期可靠性問(wèn)題,板卡環(huán)境溫度及熱敏電阻自身因素對可靠性設計帶來(lái)的問(wèn)題。
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