本文援用地点：简介在电子产物中，在不中止体系运转的情形下保险地拔出跟拔出电源模块的才能至关主要。家喻户晓，热插拔1已成为从数据核心到电信体系等很多利用的基础功效。为了确保体系在这些操纵时期的保险性跟完全性，须要专门的把持器。ADI公司的LTC4287在这类产物中存在显明上风。本文深刻探究了这款热插拔把持器在体系级利用中的机能、特征、好处跟上风。LTC4287：强盛的热插拔把持器LTC4287是一款多功效的高机能热插拔把持器，专为在体系及时增加或调换时期维护体系跟拔出的组件而计划。凭仗片面的功效跟强盛的机能，LTC4287成为了很多要害利用中的主要构成局部。热插拔要点热插拔波及在体系运转时拔出或拔出组件（比方卡、电源或驱动器）的行动。这个进程充斥挑衅，由于须要处置供电轨并确保电压程度坚持在保险范畴内。热插拔把持器经由过程供给以下重要功效，杰出地处理了这些挑衅：应用RC热电路实现准确限流热插拔可供给准确限流，在热插拔利用中施展着至关主要的感化。此功效可确保拔出的组件所耗费的电流坚持在保险范畴内。一旦突发年夜打击电流或毛病情形，把持器会敏捷做出反映，维护体系免受过流变乱的影响。用户能够抉择应用RC热电路，该电路模仿MOSFET从节到印刷电路板(PCB)的热传导，从而进一步进步限流的正确性。毛病检测与维护在热插拔场景中，可能因为未瞄准、组件破坏或其余要素而呈现毛病。热插拔把持器装备片面的毛病检测机制，包含欠压跟过压维护。它会连续监测输入侧跟输出侧的电压程度，破即采用举动断绝毛病并维护体系。打击电流把持在拔出电源安装(PSU)时期，因为电容负载，可能会发生高打击电流，这可能会招致电压降落并影响体系稳固性。热插拔把持器集成了打击电流把持功效，可在拔出进程中安稳增添电流，以加重电压稳定。这种安稳的启动进程可确保体系中的其余组件坚持运转而不中止。图1 54V至12V体系利用的表示图输出电压跟电流监测为了确保拔出的PSU畸形运转，热插拔把持器经由过程集成的PMBus®对输出电压跟电流停止及时监测。监测数据可传输至LTpowerPlay®停止剖析跟评价。此监测功效能够疾速辨认PSU行动中的任何异样，从而有助于疾速呼应潜伏成绩。综合把持这款热插拔把持器供给了精良的机动性跟可设置性。计划职员可对设置停止自界说，以满意其热插拔体系的特定请求。这种顺应性在存在差别PSU需要的利用中尤其可贵。体系级机能上风当初，咱们来看一下在体系级利用（特殊是54 V至12 V体系利用）中参加热插拔把持器的上风跟好处。参考图1。体系参考计划专门针对并行形式功效停止了计划跟优化，从而可能经由过程热插拔把持器从带电背板上保险地拔出跟拔出54 V至12 V PSU模块。在畸形运转时期，电荷泵跟栅极驱动器激活M1跟M2 MOSFET，增进电力向负载传输。这些栅极驱动器由热插拔把持器电源(VDD)引脚供电，并包含内置14 V栅极-源极钳位，用于外部MOSFET维护。在热插拔把持器中，经由过程一组比拟器（包含欠压(UV)、过压(OV)跟启用(EN)比拟器）在启用栅极之前验证外部前提。三个欠压维护电路（UVLO1、UVLO2跟UVLO3）会验证输入电源并在外部天生5 V电源（INTVCC跟DVCC）。当DVCC超越阈值时，UVLO3还会触发逻辑电路的上电初始化，并将EEPROM内容读取到操纵存储器中。在畸形运转时期，热插拔把持器会在启动去抖耽误后激活外部N沟道MOSFET。LTC4287供给双级电流维护，应用开尔文电流输入（SENSE+跟SENSE-）引脚来监测检测电阻上的负载电流。它存在自动限流跟疾速限流比拟器阈值。疾速限流阈值一直设置为标称限流的三倍。当检测电压到达限流阈值时，相干栅极被拉低以接合自动限流环路。假如产生忽然短路或输入尖峰到达疾速限流比拟器阈值，则响应的栅极破即被拉至源极，从而限度峰值电流。一旦检测电压规复到限流阈值，自动限流环路就会接收电流把持。图2 BR-080064，实用于54V至12V体系利用的ADI参考计划硬件图3 实用于衔接到LTpowerPlay的54V至12V体系利用的ADI参考计划加强体系牢靠性在体系利用中，牢靠性至关主要。54 V至12 V PSU模块的热插拔是一个十分精致的操纵进程，任何过错或毛病都可能招致体系停机或组件破坏。热插拔把持器的准确限流跟毛病检测机制确保热插拔操纵保险停止，从而下降体系中止跟组件毛病的危险。图2所示体系利用参考计划重点展现了LTC4287以及两个可能处置高达4 kW功率的54 V至12 V PSU模块。此中还包括可经由过程LTpowerPlay®（应用DC1613）拜访的PMBus通讯功效，以加强把持跟监测功效。无缝保护在必需保证持续运转的利用中，平日须要按期保护或调换组件。这款热插拔把持器的打击电流把持跟及时监测功效使PSU可能顺遂拔出跟拔出。这象征着无需封闭全部体系即可履行保护操纵，从而最年夜限制地增加停机时光并最年夜限制地进步体系可用性。下降领有本钱无需中止体系运转即可停止组件热插拔，从而能够明显节俭本钱，可能下降30%至50%。要害利用的停机可能会招致收入或出产力的丧失。经由过程安排热插拔把持器，体系能够计划为最年夜限制地增加或打消此类中止，从而下降临时总体领有本钱。普遍实用于多种利用热插拔把持器并不范围于特定的行业或利用。它能够集成到种种体系中，包含数据核心、电信装备、产业主动化等。它存在精良的顺应性，可能在差别场景中供给维护跟把持，因此成为体系级利用的多功效处理计划。及时监测跟数据网络除了维护功效外，热插拔把持器还供给及时监测功效，可供给丰盛的信息。这些监测数据对体系诊断、机能优化跟猜测性保护十分有代价。经由过程剖析这些数据，体系操纵员能够做出理智的决议，并在潜伏成绩好转之前自动加以处理。体系利用示例中包括一个热插拔把持器跟PMBus协定通讯（拜见图3），供给了用户友爱的可拜访性。当设置了GPIO引脚时，能够实现读取A/D存放器、毛病检测跟经由过程ALERT#中止停止及时呼应等义务。PMBus装备的帮助地点由ADR0跟ADR1引脚决议，每个引脚供给三种状况（接地、INTVCC或坚持开路），统共供给9个装备地点。简化体系计划这款热插拔把持器功效片面，使体系计划得以简化。计划职员能够依附这款把持器来治理热插拔操纵，从而下降体系其他局部的庞杂性。这种简化能够收缩开辟周期并增加计划任务量。54V至12V体系处理计划的电气机能跟成果在体系参考计划中，对这款热插拔把持器在多种测试前提下的机能停止了评价：参数：体系利用的电气指标输入电压范畴：40 V至60 V负载电流：0 A至130 A任务温度：0°C至60°C在评价热插拔把持器时，依据特定利用的请求，须要斟酌多少个要害参数跟指标。以下是一些须要评价的主要参数：过流维护热插拔把持器采取多级方式来供给强盛的过流维护。起首，它采取存在预设阈值的自动限流(ACL)。图4 限流维护，输入电压40V，负载电流0A至130A图5 短路维护。输入电压为40V，负载电流为100A至130A当负载电流超越此限度时，把持器会自动调理输出电压，克制电流并避免成绩进一步减轻。其次，疾速限流比拟器作为自动限度的弥补，可能破即对突发的高幅渡过流（比方短路）做出反映。它会敏捷拉低MOSFET栅极，限度峰值电流以维护电路免受破坏。别的，这款把持器支撑毛病讲演跟规复。假如产生过流，它会经由过程指定的通用引脚(GPIO)讲演毛病，这些引脚能够与LED相连以唆使毛病。毛病处理后，它就会增进受控规复，逐渐规复对负载的供电，以保险地规复畸形运转。图4表现了怎样对参考计划停止编程，以便在线路电流超越128 A时疾速做出反映，同时锁定输出以避免产生潜伏的迫害。当到达限流时，热插拔把持器的毛病引脚会被激活。短路维护LTC4287装备多级短路维护体系，以确保短路变乱时期PSU模块的保险。起首，它可能破即呼应短路，存在疾速限流比拟器，可对突发的高幅度短路情形做出敏捷反映，包含疾速下拉MOSFET开关栅极以限度峰值电流并维护电路。别的，还实行了自动限流机制，为畸形运转树立了预约义的限流阈值。假如短路电流超越该阈值，把持器将经由过程自动调理输出电压停止干涉，以将电流下降至保险程度。如图5所示，假如在畸形运转时期产生短路，这款热插拔把持器会破即断开输入与输出，从而供给即时维护。而后，它会发送一个旌旗灯号，表现已触发毛病，详细以毛病旌旗灯号跟电源精良(PGOOD)旌旗灯号表现。这确保了输入线路之间可能失掉充足的断绝。这种综合方式可保障体系在短路情形下的保险性跟弹性。打击电流把持热插拔把持器中集成了热打击电流治理，以限度热插拔FET上因上电时期电流落涌而惹起的热相干毛病，确保保险启动。它经由过程丈量串联电流检测电阻两头的电压来检测电流的回升情形。软启动电路逐步增添输出电压，最年夜限制地下降超越MOSFET保险任务区(SOA)的电压回升速度跟电流尖峰。当检测到启动短路时，准时器(TMR)引脚中编程的SOA准时器输出会逐步增添到年夜于2.56 V的TMR阈值。热插拔把持器会主动断开线路而不激活维护MOSFET，如图6所示。如许就保障了体系的保险运转。这些要害元件可实现安稳有序的上电进程，进步体系牢靠性跟应用寿命，同时增加电压尖峰跟浪涌。图6 40 V输入电压时的启动短路维护图7 33 V输入电压时触发欠压维护(UVP)图8 64 V输入电压时触发过压维护(OVP)图9 输入电压为40V跟60V时，2kW负载下的负载瞬态呼应总之，这款热插拔把持器经由过程治理热打击电流跟限度浪涌来确保保险启动。它应用电流检测电阻来检测增添量，采取软启动电路来最年夜限制地增加尖峰，并在产生启动短路时主动断开线路，从而加强体系保险性。这些元件可保障安稳上电，进步体系牢靠性跟应用寿命，同时下降电压尖峰。电压监测热插拔把持用具有内置电压监测功效，可确保54 V输入到12 V体系利用的保险稳固。它会连续跟踪电压程度以停止欠压跟过压检测，供给要害维护。它会评价热插拔MOSFET后的输入跟输出电压，并在电压低于欠压阈值时做出呼应，从而避免呈现操纵成绩。同样，假如它感到到电压超越了过压限度，就会启动维护办法来维护组件免受潜伏破坏。这种自动呼应可避免因电压稳定而招致的机能成绩，从而确保体系的牢靠性跟耐用性。电压监测数据存储在把持器内置的EEPROM中。图7阐明了热插拔把持器的欠压维护机制，当UV引脚的电压低于阈值（丈量值为2.14 V，相称于PVIN电压33 V）时，会使装备结束运转。图8则表现了过压维护机制，当OV引脚的电压超越阈值（丈量值为2.47 V，对应PVIN电压为64 V）时，会封闭装备。当输入电压规复畸形时，把持器会主动重试并规复。能够经由过程修正UV跟OV引脚上的电阻分压器值来调剂阈值。温度监测LTC4287应用近程晶体管作为传感器来及时监测温度。如许便能够网络温度数据以停止体系安康评价跟维护。毛病讲演跟唆使借助LTpowerPlay，这款热插拔把持器能够无效地监测跟处理体系中的任何以障跟异样，确保无效的治理跟保护。负载瞬态呼应这款热插拔把持用具有杰出的瞬态呼应，可确保静态负载变更时体系的稳固性。它会连续监测输出电压，避免电压稳定并维护体系中的敏感元件，如图9所示。正确性跟准确度这款热插拔把持器联合了高品质组件、校准、温度弥补、降噪、反应回路跟数字通讯功效，实现了杰出的正确性跟准确度。这些特征独特确保了丈量的牢靠跟分歧，有助于进步体系利用的团体正确性跟准确度。图10表现了LTC4287输出功率读数与测试装备测得的数据的比拟。图10 2 kW跟4 kW功率负载之间的百分比偏差精度校准进程对确保热插拔把持器丈量的正确性跟准确度至关主要，这对器重数据牢靠性跟分歧性的体系利用尤为主要。经由过程在制作进程中校准把持器并供给用户校准选项，LTC4287供给十分正确跟准确的电压跟电流丈量，有助于进步体系利用跟PSU模块的团体机能跟牢靠性。经由过程细心评价可用参数跟测试前提，这款热插拔把持器可满意体系利用跟其余年夜电流利用的请求。别的，还招考虑参加一个强盛的帮助电路，以便无效地为体系内的种种外部外设供电。在体系利用中，参考计划曾经应用LT8631来供给稳固的5 V电压，应用LT3009确保牢靠的3.3 V供电。论断ADI的LTC4287热插拔把持器是一款强盛的电源治理产物，可进步体系牢靠性、增加停机时光并在体系级供给浩繁上风。它存在毛病维护、把持打击电流跟供给及时监测的才能，是各个行业要害利用中弗成或缺的组件。经由过程引入这款热插拔把持器，体系计划职员能够确保顺畅、高效的热插拔操纵，从而进步体系可用性并下降总体领有本钱。别的，本文还开端先容了54 V至12 V PSU模块的参考计划；相干团队正努力于撰写一篇细致的文章来论述上风跟好处。参考文献1“懂得、应用跟抉择热插拔把持器”。ADI公司，2003年12月。作者简介Christian Cruz是ADI（菲律宾）公司的产物利用高等工程师。他领有菲律宾马尼拉西方年夜学的电子工程学士学位。他在电力电子跟电源把持固件计划范畴领有14年的工程教训，包含电源治理处理计划开辟及AC-DC跟DC-DC电源转换。他于2020年参加ADI公司，现在专一于研发花费跟云端基本设备奇迹部及体系通讯利用所需的电源治理处理计划。Karl Audison Cabas自2020年9月起担负ADI公司的利用工程师，专一于电源利用方面的任务。他领有菲律宾理工年夜学电子工程学士学位跟玛布亚年夜学电力电子硕士学位。他在DC-DC电源转换器方面领有4年多的教训。他之前的职责是处置客户问询以及与DC-DC转换器相干的计划成绩。他现在担负云跟数据核心利用的电源体系利用工程师。Ralph Clarenz Matociños结业于菲律宾马尼拉Pamantasan ng Lungsod ng Maynila(PLM)，获电子工程学士学位。他在电力电子范畴领有一年多的工程教训，包含电池治理体系开辟跟DC-DC电源转换。他于2022年参加ADI，现在担负云跟数据核心利用的电源体系利用工程师。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->