中心議題：

• 熱插拔原理
• 熱插拔應用

解決方案：

• 自由選擇保護的模
• 計時電路，做斷電器的功能
• 控製電流上升速率
• MOS管或電流檢測電阻功耗

　　
熱插拔（HotSwap、HotPlug、HotDock）是指在係統導電的工作狀態下
，將模組、卡或連接器插到係統上而不影響係統的操作。
　　
圖1suoshiweirechabaguocheng，qizhongzuobiandaibiaoxitongjiqigongdian，zaigongdiandeshuchuduanyouyigedianrong，youceyouliangzhangka，zhexiekadeshuruduanyeyoudianrong。bakacharuxitongzhiqian，shurudianrongmeiyoubeichongdian；當把卡插入係統時會有一個很大的瞬間電流向輸入電容充電，這麼大的瞬時電流很可能造成係統供電電壓不正常。


熱插拔的目的是將高的瞬間電流控製在一個比較低而且合理的水平。其實現方法有幾種，其中使用PTC（正溫度係數的熱敏電阻），是最簡單的方法。PTC依靠本身的電流發熱改變阻抗，從而降低瞬間電流的幅度，其缺點是反應速度慢，而且長時間使用會影響使用壽命。MOS管(guan)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)加(jia)上(shang)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)電(dian)阻(zu)電(dian)容(rong)延(yan)遲(chi)線(xian)路(lu)的(de)方(fang)法(fa)成(cheng)本(ben)低(di)
，比(bi)較(jiao)適(shi)於(yu)低(di)端(duan)用(yong)途(tu)。最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)熱(re)插(cha)拔(ba)芯(xin)片(pian)，通(tong)常(chang)該(gai)芯(xin)片(pian)包(bao)含(han)一(yi)個(ge)驅(qu)動(dong)MOS設計和電流檢測電阻，它除了做基本熱插拔之外，還可以提供特殊功能，如控製電流上升速率、做斷電器
、電源管理以及狀態報告等，能夠提升係統的工作狀態。
　　
熱插拔的實現如圖2所示，是通過在供電與負載之間串聯一個MOS管和一個電流檢測電阻完成的。電流檢測電阻的目的是將流過MOS管的信號傳給控製線路，控製線路再根據電流設定和計時電路來控製MOS管的導通。


接下來以UCC3915為例說明熱插拔過程中輸出電流電壓的情況。圖3中，左邊圖形是UCC3915的輸出電流、輸出電壓
、即時電容電壓的波形，可以看到當輸出電流上升到ITRIP時
，計時電容開始充電，電壓上升，開始計時；如果輸出電流超過ITRIP並一直上升到IMAX（設定的最大值）
，由於此時MOS管工作在線性模式，將最大輸出電流限製在這一水平而不讓輸出電流上升，因此輸出電流就會被限製在IMAX。
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另一方麵，如果計時電容電壓達到1.5V，MOS管就會斷開

，輸出電流下降到0。MOS管斷開之後電容會被放電，直到下降到0.5V，然後MOS管重新啟動，此時電流開始上升。如果輸出電流還很高，則會將輸出電流限製在IMAX
，經過計時後電路又會將MOS管(guan)切(qie)斷(duan)
，電(dian)路(lu)將(jiang)按(an)照(zhao)這(zhe)一(yi)原(yuan)理(li)一(yi)直(zhi)工(gong)作(zuo)。右(you)圖(tu)中(zhong)有(you)兩(liang)組(zu)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)的(de)波(bo)形(xing)，其(qi)中(zhong)一(yi)組(zu)是(shi)沒(mei)有(you)熱(re)插(cha)拔(ba)的(de)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)
，另(ling)外(wai)一(yi)組(zu)是(shi)加(jia)入(ru)了(le)熱(re)插(cha)拔(ba)的(de)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)。沒(mei)有(you)加(jia)入(ru)熱(re)插(cha)拔(ba)功(gong)能(neng)的(de)時(shi)候(hou)，瞬(shun)間(jian)電(dian)流(liu)幅(fu)度(du)很(hen)大(da)，高(gao)的(de)瞬(shun)間(jian)電(dian)流(liu)幅(fu)度(du)造(zao)成(cheng)了(le)係(xi)統(tong)電(dian)壓(ya)大(da)約(yue)1V的下降幅度；當加入了熱插拔，這一瞬間電流被限製在一個較低的水平，對係統電壓影響較小，從而達到熱插拔的目的。

係統中加入熱插拔的好處包括：
　　
1）在係統開機情況下將損壞的模塊移除，還可以在開機情況下做更新或擴充動作而不影響係統操作
；
　　
2）youyurechabalingjiandekekaodutisheng，haikeyijiangtamenyongzuoduandianqi，erqieyinweirechabanenggouzidonghuifu，youhenduorechabaxinpianweixitongtigongxianlugongdianqingkuangdexinhao

，yibianxitongzuoguzhangfenxi，yincijianshaolechengben。
　　
熱插拔非常適合用於高可靠度的係統，如通信電源係統、sifuqidianyuanxitongdeng，yekeyiyongyuchucunshebeidedianyuangongying，yincizhexieshebeixuyaozaixitongbuduandiandeqingkuangxiagenghuanchucunshebeihuogengxin。rechabayeshiheyutijijiaoxiaodankekaoduyaoqiuhengaodedianyuanxitong，baokuoyixiezhuyaodeguifan，ruPCI、PCIe
、USB、1394等
，因此應用相當廣泛。
　　
TI的熱插拔管理芯片
　　
在選擇熱插拔芯片時
，需要考慮的內容有：
　　
1）熱插拔管理芯片的工作電壓範圍為48V、-48V或低電壓12V以內以及電流的限製；
2）保護的模式，可以選擇自動恢複或者鎖死保護模式；
3）計時電路，做斷電器的功能；
4）其(qi)他(ta)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)時(shi)的(de)性(xing)能(neng)，如(ru)負(fu)載(zai)短(duan)路(lu)時(shi)需(xu)要(yao)高(gao)速(su)響(xiang)應(ying)
，負(fu)載(zai)增(zeng)加(jia)時(shi)不(bu)損(sun)壞(huai)周(zhou)邊(bian)器(qi)件(jian)。熱(re)插(cha)拔(ba)啟(qi)動(dong)的(de)瞬(shun)間(jian)，電(dian)流(liu)上(shang)升(sheng)速(su)率(lv)能(neng)夠(gou)被(bei)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)減(jian)少(shao)噪(zao)音(yin)和(he)衝(chong)擊(ji)水(shui)平(ping)；
5）MOS管或電流檢測電阻功耗等。
　　
TI推出了很多熱插拔產品，並且多個產品中加入了特殊功能以提升熱插拔的工作功率，這能夠使熱插拔MOS管工作在安全區
，從而提高產品可靠度、降低成本。另外一個功能就是di/dt（電流上升的速率），這能夠減少噪音和對電路零件的衝擊。TI的熱插拔產品主要分為兩類：高壓熱插拔產品
，針對48V、-48V或24V應用；低壓熱插拔產品，針對3V到15V的應用。
　　
對於高壓熱插拔產品，又可以分為兩類：+48V產品和?48V產品
，如圖4所示。48V的產品有TPS2490和2491，這個產品的工作電壓從9V到80V
，含有一個獨特的功能叫做定功率的設定。?48V的熱插拔控製芯片，包括TPS2390、2391、2398和99，這個係列針對簡單的熱插拔的應用
，工作電壓從?36到?80V
，是8隻腳的封裝。第二個48V的熱插拔是TPS2392和TPS2393，是屬於全功能?48V的熱插拔產品
，除了擁有TPS2390係列的所有功能之外
，也含有欠壓和過壓的設定
，提供兩隻腳做連接器的檢測。