通讯设备一般选用多线卡﹑背板架构。在背板上有多个卡槽,线卡插接在这些卡槽里。线卡承载事务,背板供给体系数据总线和电源总线。线卡经过背板上的总线完成互联以及与主控板的通讯。整个设备一旦上电,就必须继续作业,不能下电。在整个设备作业的进程中,线卡或许需求修理﹑晋级﹑装备或者是扩容。这就需求在背板带电的情况下将线卡拔出/刺进,整个进程中体系不能下电。为了牢靠的完成这一带电插拔进程,操控对背板电源总线的冲击,一般运用热插拔电路。为了进一步进步体系的牢靠性,通讯设备还会选用电源备份架构。当主电源损坏后,备份电源会及时切入,以确保设备的正常作业。
“或”逻辑操控电路便是用来完成这一电源切换的功用。热插拔电路和“或”逻辑操控电路为通讯设备这类的多线卡﹑背板设备,供给了高牢靠性的解决方案。
热插拔的基本原理
线卡的电源进口侧一般都有几百微法拉~几千微法拉的电容,用于电源滤波和储能。当整个体系作业时,插在背板上的线卡,其进口侧电容都是充溢的。当将别的一块线卡刺进正在作业中的背板上时,这些无电荷的电容会被充电。由于线卡和背板金属件的触摸在极短的时间内产生,线卡的进口电容容值又较高,充电电流能够很大,如图1所示。
图1. 刺进线卡时的电流流向
图1中,当3号线卡刺进时,C4被快速充电,一部分充电电流来自C1﹑C2,还有一些充电电流因由电源模块。根据体系规划的不同,充电电流能够在很短的时间内,到达几百安培的水平。
这一电流冲击或许形成背板总线电压的下跌,从而导致体系复位。这一不受控的电流冲击进程还或许形成体系的损坏,例如:损坏滤波%&&&&&%,PCB走线,背板连接器。
应对这一现象的最好办法便是运用热插拔操控器,来操控插拔进程中冲击电流的峰值。
备份电源
高牢靠性的通讯体系,常常运用备份电源架构来进步体系的牢靠性。当主电源作业反常或失效时,备份电源会及时切入,保持体系作业。在该架构中,常用的办法是运用一对二极管来构建电源的“或”逻辑,连接在主/备电源和负载之间。该电路的缺陷是二极管的正导游通电压较高,二极管上有较高的损耗。“或”逻辑操控器便是用来仿照二极管的电特性,一起下降整个体系的损耗。
运用双通道热插拔、“或”逻辑操控器
低压差“或”逻辑开关操控器独登时操控每个通道的背靠背nMOSFET,完成热插拔和“或”逻辑操控。操控器内置四个MOSFET 驱动器(GATE1_和GATE2_),GATE1_ 操控外部n沟道功率MOSFET完成“或”逻辑,避免主/备电源间的电流活动或OUT到IN间的电流倒灌;GATE2_操控外部n沟道功率MOSFET完成热插拔功用。通路上的精细电阻,用于电流采样。
热插拔功用
开关操控器(这儿的MAX5944)实时监控采样电阻RSENSE两头的电压,调整冲击电流的巨细来确保VIS在限流门限电压VTH以下,见图2。
图2. MAX5944“或”逻辑开关操控器经过实时监测RSENSE两头电压约束冲击电流
限流门限电压VTH为固定值,经过改动采样电阻的值来设定每个通道的限流值,ILIMIT_ = VTH /RSENSE_. 当负载电流小于限定值(ILIMIT)时, GATE2_ 上升到VGS=5.5V将Q2_彻底导通。当负载电流超越限定值(ILIMIT)时,MAX5944会将GATE2_ 拉低,下降流过Q2_的电流,将其限定在限流值ILIMIT。这时输出OUT_的体现类似于恒流源。