熱插拔功能的電源模塊應(yīng)用與熱插拔運行中的安全控制

1 前言
帶電插撥功能同時也稱為熱插拔功能，在電源設(shè)計中是非常重要的。在采用故障容限電源架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)中，都要求帶有熱插拔功能以滿足零停機時間的要求。在現(xiàn)代模擬通信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，通常都必需滿足這個要求。
實際上，許多大型電信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都采用插入到機架內(nèi)共同背板上的多個電路板或刀片來構(gòu)建。由于現(xiàn)代刀片具有更高級的功能，需要消耗更多的功率，如高級電信計算架構(gòu)（ATCA）刀片消耗的功率約≥200W。而背板為刀片以及它們之間的通信提供電源(如+48V、-48V、12V)。由于背板電源始終處于開啟狀態(tài)，因此被稱為“熱”或者“運行著”的背板。刀片必須插入機架而不能影響背板上其余刀片的工作。最新插入的刀片將利用背板的電源工作。如果檢測到刀片發(fā)生故障，必須從插槽中把這個刀片拔掉，再把新的刀片插入同一個插槽以恢復(fù)服務(wù)。把刀片插入運行中的背板或者從插槽中拔掉的過程稱為“熱插拔”。可以支持這個功能的刀片稱為“可熱插拔”的刀片。
因此本文將介紹以下兩個方面的內(nèi)容：①采用具有熱插拔功能的電源模塊組成48V分布式電源結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮的設(shè)計問題；②用熱插拔控制器電路解決多個電路板或刀片熱插拔運行中的安會問題。

2 熱插拔功能的電源模塊(如IAM型)組成48V分布式電源結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)則
熱插拔功能對于確保熱插拔元件的安全特別重要。此外，在熱插拔過程中，熱插拔功能需避免對輸入和輸出電源線電壓產(chǎn)生明顯波動。任何母線電壓產(chǎn)生明顯的即使是瞬間波動，都可能引起系統(tǒng)工作不正常。在常用的接插件中，各個接頭不是同時接通或同時斷開，而是有規(guī)律地逐次接通或逐次斷開。因此，必須分步驟保證電源按順序接通或斷開。
為滿足上述要求，所以熱插拔功能的電源模塊(如IAM型)組成48V分布式電源結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)則應(yīng)注意如下幾點：
① 帶電插拔時，各種參數(shù)決不能超過各元件的極限值或絕對最大額定值；
② 帶電插入電源模塊(IAM)，浪涌電流必須限制在可接受的數(shù)值，以免48V輸入母線電壓中斷或跌落，同時減小各接點之間產(chǎn)生的火花；
③ 帶電插入DC-DC轉(zhuǎn)換器時，該轉(zhuǎn)換器的負載電流必須限制在額定值以內(nèi)，保證輸出母線電壓Vout平穩(wěn)并且不產(chǎn)生影響調(diào)整率的突變；
④ 負載斷開或者未接取樣線時，決不允許DC-DC轉(zhuǎn)換器傳輸能量，即產(chǎn)生功率突變。