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两种常见热插拔浪涌电流控制方案
在平时的设计研发工作中,工程师们常常会用到热插拔浪涌电流控制电路,来进行滤波和充电电流限制。而针对设计要求,合理选择热插拔浪涌电路的控制方案,也是非常重要的。在今天的文章中,我们将会为刚刚开始从事电源设计工作的新人工程师们,科普两种常见的热插拔浪涌电流控制方案,大家一起来看看吧。

        交错引脚法

        交错引脚法是目前最常用到的热插拔浪涌电流控制技术之一,有的工程师也习惯性的将其称为“预充电引脚法”。可以说,这种方法是最基本的热插拔浪涌电流控制 方案,从物理结构上引入一长、一短两组交错电源引脚,在长电源引脚上串联了一个预充电电阻,以此起到控制作用。当板卡插入背板时,长电源引脚首先接触到电 源,通过预充电电阻为插入板卡负载电容充电,并进行滤波和充电电流限制,板卡将要完全插入时,短电源引脚接入电源,从而旁路连接在长电源引脚的预充电电 阻,为插入板卡供电提供一个低阻通道,信号引脚在插入板卡的最后时刻接入。板卡从背板拔出时,控制过程正好相反,长电源引脚最后与背板分离,通过预充电电 阻为板卡负载电容放电。

         然而,这种最基础的热插拔浪涌电流控制方法,也同样具有较大的弊端。在实际的应用过程中,交错引脚法不能控制负载电容的充电速率,除此之外,预充电电阻的 选择必须权衡预充电流和浪涌电流,如果电阻选择不合理,会影响系统工作。交错引脚方案需要一个特殊的连接器,这将会给选型设计带来一定的困难。

         热敏电阻法

        接下来要为大家介绍的第二种常用到的热插拔浪涌电流控制方案,是热敏电阻法。顾名思义,所谓的热敏电阻法指的是采用一个负温度系数(NTC)热敏电阻配合 一个外部MOSFET使用,其工作原理是NTC热敏电阻置于功率MOSFET尽可能近,热敏电阻上的温度与功率MOSFET外壳的温度直接成正比,控制 MOSFET栅极电压控制器的开关门限输入电平与热敏电阻上的温度成反比。当板卡在背板上进行热插拔时,MOSFET在瞬时浪涌电流的作用下温度升 高,NTC热敏电阻上的温度随着升高,栅极电压控制器开关门限电平下降,来达到对板卡热插拔时浪涌电流控制。

        在采用热敏电阻法进行热插拔浪涌电流控制的电路设计时,有一个非常关键的问题需要各位工程师们进行注意,那就是当板 卡连续反复插拔时,电路中的热敏电阻可能没有足够的冷却时间,从而在随后的热插拔事件中不能有效限制浪涌电流。同时需要考虑NTC热敏电阻的反作用时间引 起的长期可靠性问题,板卡环境温度及热敏电阻自身因素对可靠性设计带来的问题。 

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