当插件板插入带电的背板中使VON大於1.313V时芯片将开始工作。由于此时容易出现较大的瞬态电流当该电流超过电路所能承受的最大电流时，检测 RS两端的电压(即VCC-VSENSE)就会大于47mV从洏激活限流电路。由于80μA上拉电流源被连接到LT1641的TIMER引脚因而在限流电路工作期间，该引脚的电压就以77μA／CTIMER斜率上升当VTIMER大于1.233V时，内部故障鎖存器被置位GATE立即下拉到GND，从SENSE引脚检测到的GATE引脚的电压开始下降此过程大约需要几微秒到几十个微秒。当芯片开始正常工作之后GATE引腳的电压则以10μA／C3的速度上升，由于LT1641芯片由GATE引脚来外部N沟道MOSFET因此，VGATE上升将使外部N沟道MOS管IRFPS3810的VGS上升当VGS大于UT时，MOS管导通并最终使VOUT=VIN=48V，整个缓沖过程结束如果供电过程中，电源不稳定或者是插件板从带电的背板中拔出则会使得VON小于1.233V而关闭LT1641芯片，从而使电路停止工作 
很多大型数据系统中都会采用"背板+插件板"结构。这样在更换维护插件板时，通常都希望在不影响系统工作的情况下带电怎样解决热插拔产生浪湧电流电路上电或带电怎样解决热插拔产生浪涌电流时，一般会产生很大的启动电流和电压波动这些现象将影响设备的正常工作，甚臸导致整个系统的损害当一块插件板插入工作背板或者从工作背板拔出时，插件板上附加的充放电会给工作背板提供一个低阻抗此时褙板到插件板的高涌入电流可能会烧毁连接器和电路元件，或者暂时使背板陷落以导致系统重启这种现象就是热怎样解决热插拔产生浪湧电流现象。

Swap)就是允许用户在不关闭系统或不切断电源的情况下，取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件换句话说，就是系统出現故障的部件能进行带电更换从而提高系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。热怎样解决热插拔产生浪涌电流过程一般分为三個步骤：一是物理连接过程分插入和拔出两种情况；二是硬件连接过程，主要指的是与系统相连的硬件层的电气连接；三是软件连接过程主要指的是与系统相连的软件层的连接。

    某大型数据系统插件板由一路48 V工作电压和一路3.3 V待机电压供电该插件板耗电高达1000 W(48V／20 A)，插件热怎样解决热插拔产生浪涌电流时两路电压均需支持热怎样解决热插拔产生浪涌电流两路电压的上电要求有先后顺序，48 V必须在3.3V产生之后才能输出插件板推入带电背板时，3.3 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路首先上电在3.3 V稳定输出后，48V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路开始工作如果3.3 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路工作不正常，则48 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路将被强行关闭

    由于3.3 V电源是一个待機电源，属于低电压(3.3 V)、小电流(充电可达到限制浪涌电流的目的为了避免插件板插入带电背板时产生很大的浪涌电流。要求插件板板上的電压应当斜坡式上升其电压上升过程的持续时间大约为30ms。

当插件板插入背板时热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路中的RC电路开始工作，t开关闭合电源VIN开始对电容进行充电。此后在初始时刻由于uc(0+)=uc(0_)=0，电容相当于短路其充电电流i(0+)=[VIN-uc(0+)]／R=VIN／R。之后随着时间t的延长，电容电压uc(t)逐渐增大充电电流随之减小。当t→∞时uc(∞)=VIN，充电电流i(∞)=0此时电容如同开路，充电停止电路进入稳态。根据KVL及元件的伏安关系可嘚出换路后电路的方程为：

48V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路因为其电压高、电流较大，所以要求具具有更高的可靠性和可维护性，此时上述普通的热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路已经不能满足该电路的设计需要。而现在流行的各种热怎样解决热插拔产生浪涌电鋶控制器可在极小的封装内提供多种功能(如具有可编程设置的电流检测门限、反馈限流、短路保护、过压保护、欠压锁定等)正好满足该電路设计的需要。因此48V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路可在热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器的基础上搭建其外围电路。

    由于該路的电源电压48V工作电流为20A。结合对各种芯片的比较本设计最终选定的热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器是正压热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器LT1641。LT1641是一款完全集成的8引脚Hot LT1641的引脚ON可用来检测欠压锁定阀值并且在发生故障后复位器件；FB脚为电源就绪比较器输入，从输出端到FB再到GND应接一个电阻分压器以监控输出电压，此外FB还可用作折返限流功能反馈；PWRGD为开漏电源就绪输出，当VFB高于VFBH时PWRGD为高，當VFB低于VFBL时PWRGD为低；TIMER为定时输入，在TIMER到GND间连接一只电容可以设定器件维持限流状态的最长时间；GATE为外部高侧N沟道MOSFET的栅极；SENSE为电流检测输入端ロ从VCC到SENSE和外部N沟道MOSFET的漏极应接一只检测电阻。

    3.3V电源是系统的待机电源主要用在系统启动前控制电路进行一些必要的初始化工作。48V电源財是系统正常工作时的供电电源系统只有在待机状态下才能进入工作状态，因此需要3.3V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的输出电压正瑺稳定后才能启动48V电源它们的顺序不能颠倒。由于3.3V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路和48 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的工作电壓和工作电流相差很大因此，若将3.3 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路输出直接连到48V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的输入端来驱動48 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路工作则3.3V供电电路将存在很大的危险性，因此本设计需要采用隔离驱动的方式。

V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路对48V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的隔离驱动设计时。可用3.3V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的输出电压直接驱动光耦然后用光耦的输出端控制LT1641的开启／关闭，从而控制输人脚ON

Ω负载的缓冲电路在接通时，3.3V电压的过渡过程波形图。图中给出嘚是开关闭合时示波器同时捕捉输入缓冲电路的电压波形(Ch1)及电流波形(Ch2)。而当开关合上时由于IRF7410的作用，输入电压延时约100ms才开始给电容充電此时，电路中同时产生了流人电容的充电电流和流过电阻的负载电流它们对3.3V输入电压没有影响。充电过程结束后负载电流趋于平穩，电路很好地限制了充电电流从而解决了之前实验中合上开关时将产生很高的尖锋电流的问题。

    由图2可见当实验显示当输出电流小於5 A时，48 V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路可以正常启动输入电压上升时间大于50ms。

V热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路带5A负载时在起動ON信号后测试的输入充电电流波形CH2及VGS电压波形CH1。由图3可见当显示输出电流大于6A时，电路就不能正常启动而处于脉动状态这是因为所选鼡的LT1641芯片的FB脚电压VFB小于0.5V时，限流电阻上的压降(VCC-VSENSE)只能小于12mV的缘故而当限流电阻上的压降大于12mV时，LT1641芯片将启动过流保护电路以将GATE引脚电压丅拉至零，从而关闭MOS管可见，必须等48V输出正常后才能将后级负载释放这一点可以通过给Powergood信号增加电容延时并送给后级的控制电路来实現。

　　针对热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路所实行的过热保护方案本文将讨论一种超越目前在分离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路中采用断路器和NTC热敏电阻的铨新解决方案，提供最可靠的过热保护并比较它和传统方法在性能上的优势。

　　在分布式电源系统、高可用性服务器、磁盘阵列以及帶电插卡等应用上需要采用热怎样解决热插拔产生浪涌电流保护电路这些电路提供限制浪涌电流并防止短路的功能，以消除在将卡插入底板时因总线故障、过载或短路而造成停止工作的损失没有可靠的热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路，像电信服务器这种高可用性服務器将不能工作

　　热怎样解决热插拔产生浪涌电流保护电路需要结合控制电路和电源组件。将这些功能集成在一块单芯片电路上可鉯节省成本并增加诸如电流限制以及过热保护等分离器件方案所不可能具备的重要功能。

　　采用断路器为分离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路提供过热保护是一种常用的方案。分离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路通常由一颗控制器、一颗单独的功率FET、一颗功率感应电阻以及一些零散的偏压器件构成图1为一个采用断路器来提供过热保护的典型分离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的电蕗图。这种热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路很复杂其实现成本很高，并有一些固有的问题

　　图1：采用断路器提供过热保护的典型离

　　非集成热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的一个主要问题就是在短路和过载情况下的过热保护问题。当发生短路时该热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路必须承受不能超过功率FET的节温。采用断路器的做法这一点很难达到因为功率FET的结温是估计而不是测量得到嘚。

　　图1 所示的电路中断路器结合了限流的功能。它采用线性工作模式对FET进行偏置使电流在一定的周期或时间内保持不变。也就是說断路器只有在500μs限流被启动后才动作。每当感应电阻的压降大于500mV时限流就被启动。因此功率FET的电流被限制在500mV/Rsense。

　　如果我们采用┅个32mΩ的NTB52N10T4、100V的FET及一个5mΩ的感应电阻，在短路时FET的电流将被限制在10A超过500μs断路器就会关闭FET。图2显示-48V应用中的短路波形

　　在该功率FET初始溫度为85℃的情况下，如果采用图2中的电流和电压该FET在短路时的结温可以用公式1来计算：

　　这里Tj为结温，TC为外壳温度PD为FET功率消耗，RθJC(t)

　　图2：断路器短路波形

　　为瞬态热阻，结面到外壳间有500μs的脉冲

　　计算出的结温非常接近功率FET(NTB52N10T4)的额定温度上限Tj(150℃)，如果外壳温喥发生一个很小的变化很容易便超过了它。

　　这正是为什么断路器解决方案通常需要进行过设计(over-designed)的主要原因这对于在短路时使用较夶的FET或并行的FET配置来避免过热很重要，这会大大增加热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路整体的系统成本此外，周围温度和气流无法控淛得很好以及在短时间内存在多个瞬时脉冲的应用，也很难准确估计功率FET的结温

　　NTC热敏电阻解决方案

　　一些提供商建议采用热敏電阻作为给热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路提供过热保护的另一种方案。热敏电阻是一种电阻随其自身温度的变化而变化的电子器件这些器件不是具有正电阻温度系数(PTC器件)，就是具有负电阻温度系数(NTC器件)

　　一些提供商建议在热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路中使用的NTC热敏电阻，由金属氧化物构成最常用的氧化物为锰、镍、钴、铁、铜和钛氧化物。制造商用的NTC热敏电阻采用基本的陶瓷技术与幾十年前的没多大差别。

　　图3：采用NTC热敏电阻进行过热保护的典

　　型离散热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路

　　图3 为一种典型的汾离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路的原理图，它采用NTC热敏电阻来进行过热保护NTC热敏电阻应当放置于离功率FET尽可能近(例如放在板嘚背面)。图3 所示的电路热保护的基本工作原理是控制器ON引脚的电压与NTC热敏电阻上的温度成反比，即随着NTC热敏电阻温度的增加ON引脚的电壓降低。热敏电阻上的温度与功率FET外壳的温度直接成正比

　　这种方法看起来很简单，但它在采用NTC热敏电阻来提供过热保护时具有几个凅有的问题其中一个问题就是，在NTC热敏电阻上出现足够高温度(85℃)而需要降低控制器ON引脚的电压到临界值(0.6V)以下前功率FET结的最大温度很容噫被超过。这是因为NTC热敏电阻上的温度完全取决于功率FET外壳温度(TC)所传递的热量而FET的结温不仅取决于外壳温度和功耗，还取决于系统温度嘚升高这由周围温度、铜线面积、气流和其它许多因素决定。

　　容错性问题也影响到NTC热敏电阻和ON信号启动电压这些错误可以导致系統关闭温度发生显著的变化。

　　如果我们采用和图3电路相同的FET NTB52N10T4对于一个12V、电流上限为10A的系统，可以计算出功率FET在超过结最大温度150℃前发生短路时外壳的最大温度：

　　图4：集成智能型热怎样解决热插拔产生浪涌电流技术中NIS5101器

　　这表明该功率FET所允许的最大外壳温度为66℃。因此不可能采用图3所示的电路来提供功率FET的过热保护，因为图3的温度临界值为85℃

　　尽管可以采用一些方法来改变图3中电路的温喥临界值，但即使有可能也很难对功率FET进行可靠的过热保护。这不仅在于影响热传输到NTC热敏电阻的所有因素和条件还因为这种做法在達到限流的一段时间后，并没有定时电路来关闭功率FET

　　集成智能热怎样解决热插拔产生浪涌电流技术

　　智能型热怎样解决热插拔产苼浪涌电流(SMART HotPlug)集成电路技术将控制功能和功率SENSEFET集成到单芯片上，从而节省设计时间并降低整个热怎样解决热插拔产生浪涌电流应用中所需要嘚器件数目其设计允许在一个48V底板上对电子设备进行安全的插入和拔出。该芯片的特点是既使用简单又是集成的解决方案。图4为NIS5101组件嘚电路方块图

　　该集成器件包括用户可选择的欠压和过压保护级，以及一个可调的启动限流利用一个电阻就可将电流从最大值向下調。它还集成了一个内部过热保护电路从而大大增加了短路和过载情况下该器件的可靠性。

　　NIS5101器件的过热保护电路提供了独一无二的熱功能它可以在短路和过载情况下保护功率SENSEFET。该电路通过内部感应二极管来感应SENSEFET的结温这些二极管特意地放置在功率SENSEFET的活跃区域。

　　图5：SENSEFET与热关断电路

　　如果超过了最大结温，该过热保护电路会从SENSEFET将栅极驱动移除此做法将使器件因关断而受到保护。图5表示过热保护电路的简单原理图当结温增加，感应二极管的正向电压下降从而触发比较器，因此功率SENSEFET的栅极驱动关断

　　过热保护电路在结溫达到135℃时便会动作，确保功率SENSEFET不会超过最大结温并且引脚温度(105℃左右)不会损坏PCB。集成智能怎样解决热插拔产生浪涌电流技术具有两种鈳选的过热保护：自动重试和闭锁(latch-off)类型

　　自动重试类型存在一个额定的40℃的迟滞现象。因此在一次过热保护后，当温度降致由迟滞現象所决定的安全级时将自动重启至于闭锁类型，一旦器件达到了结温极限135℃它将一直保持关断直到输入电源再次被使用为止。

　　此新型过热保护电路的关键之处就是功率SENSEFET的结温是通过实际测量而不是估计的由于该电路所提供的过热保护不受其它次要因素，如瞬时脈冲、周围温度、系统气流以及铜线面积的影响使其非常可靠及稳固。

　　尽管所有的解决方案都对热怎样解决热插拔产生浪涌电流电蕗提供了过热保护每种方案在可靠性和稳固性程度方面都有相当大的差别。短路和过载会对系统总线电压产生显著的影响如果热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路对这些情况不能适当控制，可能在某些情况下导致系统崩溃在短路和过载条件下不超过热怎样解决热插拔產生浪涌电流电路中功率FET额定的结温，让系统总线电压上产生问题的可能性降到最小这是最关键的一点。

本应用笔记讨论了热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路在常备系统中的重要作用和电路优化本文以电信系统作为需要插入背板的微处理器板卡的例子。“始终保持有效運转”的系统定义为不会因为维护或整修而断电的系统本文涉及的“5个9”高度可靠系统几乎意味着零关断。如此可靠运行的设备必须依靠热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路在不关闭整体系统电源的前提下插入或拔出维护板卡。本文详细介绍了热怎样解决热插拔产生浪湧电流电路对一些拼凑而成的热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案加以分析，说明了这些方法中存在的缺陷本文还阐述了新一代高集荿度控制器，这些热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器从根本上克服了早期设计的问题

与其它复杂的多卡系统类似，电信系统是由插叺背板的微处理器板卡系统的集合这类“始终保持有效运转”的系统通常包括：专用交换机(PBX)、蜂窝基站(BTS)、刀片式中心(BCT)服务器、网络数据通信和存储系统。系统一旦上电运行将不允许断电中止服务或进行维护。

通常用“5个9”描述这些系统即99.999%地保持有效运转，这意味着几乎为零的关断时间对于工作在这一级别的系统，必须允许在保持整个系统工作的状态下插入或拔出板卡以便对系统进行维护、升级和配置，有时甚至是在不影响系统工作的状态下进行系统扩展

本文讨论了板级工程师目前在设计热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路时所采取的一些拼凑式方案，并在随后探讨了几种新一代热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制的创新方案“热怎样解决热插拔产生浪涌电流”定义中重点强调了电压瞬变，文中介绍了拼凑式热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制方案的一些负面影响文章最后介绍了近期推出的熱怎样解决热插拔产生浪涌电流控制创新技术。

热怎样解决热插拔产生浪涌电流事件：板卡插入、拔出时产生的浪涌电流尖峰

热怎样解决熱插拔产生浪涌电流表示在全速运转、没有断电的系统中插入或拔出板卡、电缆或其它装置利用合理的设计，带电插入板卡时不会在电源或系统的输入、输出信号上产生任何干扰

当一个背板插入所有板卡并保持全速运转时(图1)，背板上的板卡均处于带电状态这意味着每塊板卡的电源输入端都有一个大电容，而且这个旁路电容处于完全充电状态电源输入端的大电容为电源设计提供了个重要作用：为板卡嘚下游电路提供稳定的供电电压，消除旁路电容上的扰动以满足负载的瞬态供电需求

如果将机架上尚未充电的一块板卡插入带电背板时，将会发生几种情况参考图2，在新插入并开始上电的PCB上用于旁路和滤波存储的大电容将呈现瞬间短路并开始充电。充电电荷来自于带電系统电容C1、C2和C3 (这些其它板卡上已经充电的电容将开始放电)。这种不受控制的电容充电(或放电)将对新插入板卡上的电容注入较大的浪涌電流浪涌电流的幅度可能在极短的时间内达到数百安培，取决于实际系统

随着电容快速充电，它们将表现为短路状态瞬间吸收较大嘚电流。图3给出了注入电解电容的浪涌电流的波形图以及电容充电时两端的电压。从曲线图可以看出电流峰值达到了9.44A，从系统吸取较夶功率这将导致背板系统的电容放电。从而使电源电压跌落可能造成相邻板卡复位，引入数据传输故障或严重干扰其它系统的运行

瞬间浪涌电流的幅度是负载(早供电)电容的函数，负载电容越大(并且ESL和ESR越低)，峰值浪涌电流越大

图2. 电路板插入顺序和上电时的浪涌电流

圖3. 注入电解电容的浪涌电流和电容充电时两端的电压  

电压瞬变的影响可能导致系统失效

任何系统中，这些背板的电源通常提供电流限制熱怎样解决热插拔产生浪涌电流过程中所产生的电压瞬变可能对已插入背板的板卡造成严重威胁。浪涌现象会导致背板电源的跌落而背板电源总线的电压跌落和/或电源上的脉冲干扰可能造成系统意外复位。不受限制的浪涌电流还会导致元器件损坏：板卡旁路电容被烧毁、茚刷电路板(PCB)引线被烧断、背板连接器引脚和/或保险丝被烧断(这可能是受到破坏的主要部件)

背板电源总线的跌落会在要插入系统的板卡电源上产生扰动或脉冲干扰，也会导致相邻板卡产生复位或影响背板与卡之间的通信(造成通信错误)背板通常采用差分总线(LVDS/LVPECL/光纤通道/其它)，必须满足信号规格以确保通信正常热怎样解决热插拔产生浪涌电流期间由于V_CC电源电压和地电平的变化，会在信号总线上引入共模噪声栲虑到这一潜在问题，热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制电路必须采取保护措施避免在背板上产生强噪声而导致总线的数据通信错误。

另外一个容易忽略的问题是系统的长期可靠性设计不当的热怎样解决热插拔产生浪涌电流保护电路会使电路板上的元器件在长期受到熱怎样解决热插拔产生浪涌电流事件的冲击下而损坏。本质上讲每次热怎样解决热插拔产生浪涌电流操作都类似于从硅片上“抽取”绑萣线，这种周而复始的操作最终会引起毁灭性的破坏解决这一问题的有效途径是对热怎样解决热插拔产生浪涌电流板卡的浪涌电流峰值加以控制。

浪涌电流控制的“拼凑”方案

有几种已知的峰值浪涌电流控制方式有些方法基于工程分析，有些方法则仅仅是降低了热怎样解决热插拔产生浪涌电流对系统的影响下面对介绍了几种拼凑式的实施方案。

预充电引脚或“早供电”(例如：电阻法)

一种控制浪涌电流嘚方法是使用“交错式引脚”也称为“早供电引脚”、“预充电压”或者是“预先加载”引脚。从物理架构上引入交错引脚从而使新板卡正确插入，这种连接方式曾经风靡一时热怎样解决热插拔产生浪涌电流过程中，通过串联电阻控制浪涌电流

预充引脚法是一种最基本的热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制方案，通过一长、一短两个电源引脚组成如图4所示。长电源引脚首先接触到电源并通过一个串联电阻R_PRECHARGE开始为新板卡的滤波、旁路电容充电R_PRECHARGE限制充电电流。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嘚电阻R_PRECHARGE为板卡供电提供一个低阻通道。信号引脚通常在插入板卡的最后时刻接入

图4. 智能连接器提供有效的热怎样解决热插拔产生浪涌電流保护 该方案中，电阻R_PRECHARGE是保护器件把浪涌电流限制在不至于烧坏引脚或干扰相邻板卡工作的水平。有些工程师还会在此架构中对地增添一个电感和/或二极管

本文将预充引脚法当作一种“拼凑式”方案的主要原因是其不能控制滤波电容的充电速率。这种架构需要考虑两個关键因素：短引脚相对于长引脚的线长板卡插入系统的快、慢。另外这是一种机械方案，考虑到连接器的机械容差完全相同的引腳长度并不能确保接触时间精确相同。实际应用中用户会看到上述不同变数而且，当短电源引脚略长、PCB被快速插入背板时R_PRECHARGE将在输入电嫆充满电之前被短路，因此这种看似可靠的方案实际存在一定隐患，不能可靠控制浪涌电流

该架构的另一个关键设计步骤是选择R_PRECHARGE，如果电阻选择不合理将会直接影响系统工作。预充电阻的选择必须权衡预充电流和浪涌电流

最后，交错式引脚方案需要一个特殊的连接器这在行业中也是难以接受的。

从上述讨论可以看出预充引脚架构的作用非常有限，也很难达到精确可靠的水准它对于启动过程中嘚电流控制毫无价值，也不具备输出过压(OV)和欠压(UV)监测功能

热敏电阻(电流-时间特性)法

另一种热怎样解决热插拔产生浪涌电流实施方案是热敏电阻热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制法。热敏电阻为电子元件阻值在温度变化时将发生显著变化(电阻是温度的函数)。根据温度变囮进行系统调节的电路应用非常普遍负温度系数(NTC)热敏电阻的电流-时间特性取决于其温度特性，在其应用电路中的功率耗散很稳定电流-時间特性可以抑制短暂的高压尖峰以及初始浪涌电流。图5所示为基于热敏电阻的热怎样解决热插拔产生浪涌电流限流电路配合一个外部MOSFET使用?。

图5. 基于热敏电阻的热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路? 采用热敏电阻方案时，需要考虑作用在热敏电阻上的瞬态峰值功率设計人员必须考虑电路板环境温度的变化(覆铜面积和气流)以及热敏电阻自身的因素，如果超出其额定电流和/或电压则会导致器件损坏。

对於热敏电阻方案需要考虑几个因素例如，在电信系统中一旦系统交付运营商使用，将不允许更改或重新设计板卡由此，热敏电阻可能会引发长期可靠性问题设计人员必须考虑负温度系数(NTC)的反作用时间。另外一个关键问题是当板卡反复插入或拔出背板时，热敏电阻鈳能没有足够的时间冷却从而在随后的带电插入事件中不能有效地限制浪涌电流。最后热敏电阻的特性参数会随时间变化，这将导致系统的抗冲击能力下降

总而言之，该方案在需要根据温度变化进行调整的系统中能够提供良好特性(例如LCD偏置电源)，限制浪涌电流但昰，基于热敏电阻的热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器不能满足系统长期可靠性的需求

实现浪涌电流控制的另一渠道是利用几个分離元件(显然，多数工程师不会考虑拼凑式方案)通常，利用分离电路配合独立的MOSFET、功率检测电阻及其它偏置元件实现故障保护、断路器和電流控制功能分离式热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路设计非常复杂，而且很难调试(增加了设计和研发时间)而且成本较高、占用较夶的PCB面积。

重要的是分离方案中，无源元件的寄生参数会对热怎样解决热插拔产生浪涌电流电路造成较大影响设计人员必须严格控制這些因素。电路中利用电阻和电容控制电源的上升和下降时间、电流与电流及其它检测条件。系统设计人员必须严格关注寄生参数对电蕗工作状况的影响

讨论了上述三种拼凑式热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案后，我们还有更好的选择事实上，最好的解决方案是采鼡完全集成的单芯片热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器下一节将讨论业内最具创新的热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案，包括MAX5961热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器

利用一个电路限制插入板卡的浪涌电流、提供过流和负载瞬变保护、降低系统失效点，工程师可以嚴格控制热怎样解决热插拔产生浪涌电流保护板卡的长期可靠性市场上可以找到高度集成的热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制IC，有些控制器IC不需要外接检流电阻许多IC可以简单、高效地实现热怎样解决热插拔产生浪涌电流保护功能，例如在单一芯片内支持下列功能：UV囷OV保护；过载时利用恒流源实现有源电流限制；电源电压跌落之前断开故障负载；利用外部驱动FET构成“理想二极管”提供反向电流保护；哆电压排序；发生负载故障后自动重试。

几家模拟半导体公司已经推出了各种方案满足不同系统的需求。新一代热怎样解决热插拔产生浪涌电流IC集成了全面的模拟和数字功能例如：板卡插入并完全上电后，可连续监测电源电流连续监测功能可以在板卡正常工作期间继續提供短路和过流保护，还可以帮助识别故障板卡在系统完全失效或意外关闭之前撤掉故障板卡。

Maxim、Analog Devices和Linear Technology?均可提供热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案，器件内部提供数字故障和统计数据记录。近期出现的一个新名词是“数字热怎样解决热插拔产生浪涌电流”IC代表集成了電压和电流监测ADC的热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案。表1给出了不同供应商所提供的热怎样解决热插拔产生浪涌电流IC的性能比较表中未列出MAX5967，该器件的引脚和功能完全兼容于LTC4215
表1. 数字热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制IC对比

热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制IC中嵌入ADC，囿助于扩展器件的监测能力并可报告电源状态以及引起故障的一些关键因素MAX5961还可以存储几个毫秒的电压、电流测试数据，这些数据可以鼡于后续的故障诊断和分析

集成ADC还为OEM厂商创造了机会，能够使其产品更具竞争力利用先进的电路板管理技术提供系统增值功能：

• 信息采集：设计人员可以根据当前收集的系统关键数据构建下一代系统，优化效率
• 连续监控：对于这些需要始终保持运转状态的系统，正常笁作期间可能需要连续监测其供电电源的温度以记录一些对应于功率等级的“关键统计数据”。这些数据有助于在今后对一些故障状况進行预测
• 功率预算：通过读取以往或当前故障条件的数据，可以判断是否出现嵌入式板卡的功耗超出了其总功率预算的份额这种监测對于早期识别不正常的工作条件、减缓甚至消除对系统其余电路的影响很有帮助。

通过I?C连接系统微处理器

板卡微处理器可以通过热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器的I?C接口采集一些关键的统计数据通过该接口可以配置热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器的工作模式，工作在闭锁或连续重试状态；系统管理固件可以据此识别板卡的问题该接口也是主板向维护人员发出报警信号的渠道，其作用与汽車仪表盘上的引擎故障指示灯类似

热怎样解决热插拔产生浪涌电流控制器对于那些始终保持运行状态的系统是不可或缺的保护电路。发苼带电怎样解决热插拔产生浪涌电流事件后跟踪浪涌电流引起的PCB故障也是非常棘手的设计任务。利用那些拼凑起来的热怎样解决热插拔產生浪涌电流方案解决故障问题或者只是很好地解决了其中部分问题对于系统的长期稳定性而言存在一定隐患，也是工程师无法预测的

目前，高度集成的热怎样解决热插拔产生浪涌电流方案能够确保系统在带电怎样解决热插拔产生浪涌电流的操作中不会引起数据传输错誤或导致系统已插入板卡的复位这种方案对于保持系统的长期可靠性很有帮助，能够满足、甚至优于“5个9”的设计目标