热插拔的原理、特性与应用
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2024-01-03 07:49
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随着人类生活对现代通信技术的依赖程度越来越高，人们对电源系统的可靠性也提出了越来越严苛的要求，工作系统短暂的中断，也会给我们造成无法估量的损失。
若系统部件发生了故障或是需要升级，它必须在不中断系统其余部分的情况下进行替换，在系统维持运转的情况下，发生故障的电路板或模块将被移除，同时替换部件被插入。为了达到这一目的，就必须将电源设备设计成具有可在带电状态下插入和拔出，同时不影响设备其他部分正常工作的特性，也就是我们常说的“热插拔” 特性。
热插拔热插拔(HotSwap、HotPlug)即带电插拔，是允许用户在不关闭系统，不切断电源的工作状态下取出和更换损坏部件，将模组、卡或连接器插到系统上而不影响系统的操作。
U盘插入电脑时常常会弹出这样的窗口
这其实就是和U盘的热插拔有关。
今天我们就来讲讲“热插拔”的特性和芯片应用。
热插拔的原理及目的
下图为模拟的简单热插拔过程，其中左边代表系统及其供电，右侧有两个板卡，板卡的输入端存在电容。
在板卡插入系统时会带来以下危害:
1.会出现电火花，对接插件和插槽造成腐蚀;
2.会有很大的瞬间电流向输入电容充电，很可能造成系统供电电压不正常，影响其他板卡的正常工作。
热插拔过程
热插拔的目的是将高的瞬间电流控制在一个比较低而且合理的水平。热插拔芯片，通常包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻，它除了做基本热插拔之外，还可以提供特殊功能，如控制电流上升速率、做断电器、电源管理以及状态报告等，能够提升系统的工作状态。
热插拔芯
在选择热插拔芯片时，需考虑的内容有：
1）热插拔管理芯片电压范围为48V、-48V或低电压12V以内以及电流的限制；
2）保护模式，自动恢复或锁死保护模式；
3）计时电路，做断电器的功能；
4）其他工作状态时的性能，如负载短路时需要高速响应，负载增加时不损坏周边器件。热插拔启动的瞬间，电流上升速率能够被控制，从而减少噪音和冲击水平；
5）MOS管或电流检测电阻功耗等。
热插拔控制芯片实现方式
热插拔保护需要将电源母线上的瞬态浪涌电流控制在比较低的水平，可以通过对板卡进行缓起控制来实现。
缓起控制最好的方式是采用热插拔控制芯片，通过控制电流检测电阻两端电压来合理控制热插拔时的浪涌电流。
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