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辰潤電子淺談兩種常見熱插拔浪涌電流控制方案
Date：2020-06-14Click：3328
在平時的設(shè)計研發(fā)工作中，工程師們常常會用到熱插拔浪涌電流控制電路，來進行濾波和充電電流限制。而針對設(shè)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，我們將會為剛剛開始從事電源設(shè)計工作的新人工程師們，科普兩種常見的熱插拔浪涌電流控制方案，大家一起來看看吧。
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為“預(yù)充電引腳法”?？梢哉f，這種方法是最基本的熱插拔浪涌電流控制 方案，從物理結(jié)構(gòu)上引入一長、一短兩組交錯電源引腳，在長電源引腳上串聯(lián)了一個預(yù)充電電阻，以此起到控制作用。當板卡插入背板時，長電源引腳首先接觸到電 源，通過預(yù)充電電阻為插入板卡負載電容充電，并進行濾波和充電電流限制，板卡將要完全插入時，短電源引腳接入電源，從而旁路連接在長電源引腳的預(yù)充電電 阻，為插入板卡供電提供一個低阻通道，信號引腳在插入板卡的最后時刻接入。板卡從背板拔出時，控制過程正好相反，長電源引腳最后與背板分離，通過預(yù)充電電 阻為板卡負載電容放電。然而，這種最基礎(chǔ)的熱插拔浪涌電流控制方法，也同樣具有較大的弊端。在實際的應(yīng)用過程中，交錯引腳法不能控制負載電容的充電速率，除此之外，預(yù)充電電阻的 選擇必須權(quán)衡預(yù)充電流和浪涌電流，如果電阻選擇不合理，會影響系統(tǒng)工作。交錯引腳方案需要一個特殊的連接器，這將會給選型設(shè)計帶來一定的困難。
熱敏電阻法
接下來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負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻配合 一個外部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關(guān)門限輸入電平與熱敏電阻上的溫度成反比。當板卡在背板上進行熱插拔時，MOSFET在瞬時浪涌電流的作用下溫度升 高，NTC熱敏電阻上的溫度隨著升高，柵極電壓控制器開關(guān)門限電平下降，來達到對板卡熱插拔時浪涌電流控制。在采用熱敏電阻法進行熱插拔浪涌電流控制的電路設(shè)計時，有一個非常關(guān)鍵的問題需要各位工程師們進行注意，那就是當板 卡連續(xù)反復插拔時，電路中的熱敏電阻可能沒有足夠的冷卻時間，從而在隨后的熱插拔事件中不能有效限制浪涌電流。同時需要考慮NTC熱敏電阻的反作用時間引 起的長期可靠性問題，板卡環(huán)境溫度及熱敏電阻自身因素對可靠性設(shè)計帶來的問題。
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