熱插拔功能消除停機(jī)時(shí)間(05-100)

　　總之,具有熱插拔功能的電源模塊應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

　　•拔出前電源模塊應(yīng)當(dāng)關(guān)斷;

　　•插入時(shí),電源模塊應(yīng)處于暫時(shí)關(guān)斷;

　　•電源模塊應(yīng)能限制浪涌電流。

　　這些要求可采用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。顯然,最簡(jiǎn)單的方法是在帶電插拔過(guò)程中,用一只機(jī)械開關(guān)將轉(zhuǎn)換器模塊關(guān)斷。插入電源模塊以前,該開關(guān)應(yīng)處于關(guān)斷位置,當(dāng)接插件的各接點(diǎn)牢固地接通后,該開關(guān)才轉(zhuǎn)換到接通位置。與此相反,拔出轉(zhuǎn)換器模塊以前,該機(jī)械開關(guān)應(yīng)轉(zhuǎn)換到關(guān)斷位置。通常完成使能、關(guān)斷功能的PC引腳,可由該開關(guān)控制。如果熱插拔組件內(nèi)包括保證模塊可靠插入的鎖定接頭,該鎖定接頭可以機(jī)械地連接微型開關(guān),以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器模塊開機(jī)和關(guān)機(jī)。

　　電源模塊插拔過(guò)程中,還可采用另一種自動(dòng)關(guān)斷轉(zhuǎn)換器的方法。采用這種方法,不需要人工動(dòng)作,而采用機(jī)械開關(guān)時(shí),必須手動(dòng)控制。采用自動(dòng)控制法,可以消除人工誤動(dòng)作的可能性,也就是說(shuō),可以防止機(jī)械開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)插入或拔出轉(zhuǎn)換器模塊。圖1所示電路可完成自動(dòng)關(guān)斷模塊的功能,但是要求采用接點(diǎn)交錯(cuò)排列的接插件。應(yīng)特別指出利用該控制時(shí),電源模塊應(yīng)采用獨(dú)特的通斷控制引腳,以便保證插入模塊最后接通電源模塊,拔出時(shí)首先斷開電源模塊。

 

　　圖1 帶電插拔自動(dòng)保護(hù)

　　IAM48模塊含有一只串聯(lián)FET開關(guān),可以實(shí)現(xiàn)48V總線到轉(zhuǎn)換器輸入的通斷控制,通斷控制引腳內(nèi)部有上拉電路,并且為了將48V母線與轉(zhuǎn)換器模塊接通,通斷控制器必須拉到低電平。該模塊內(nèi)兩輸出端之間還有一個(gè)并聯(lián)開關(guān)。當(dāng)通斷控制引腳對(duì)總線負(fù)極為高電平(斷開)時(shí),該并聯(lián)開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)48V總線關(guān)斷時(shí),總線上的保持電容可通過(guò)并聯(lián)開關(guān)迅速放電。除了通斷控制功能外,IAM模塊還具有限制浪涌電流的功能,并且與EMI濾波器模塊或Filt Mod模塊配合,還可完成瞬變過(guò)電壓保護(hù)。通信設(shè)備中為了滿足EMC(電磁兼容)標(biāo)準(zhǔn),通常都采用IAM和Fit Mod模塊。在通信設(shè)備中,都要求電源模塊具有熱插拔功能,因此應(yīng)選用IAM模塊或其他可限制浪涌電流的模塊。

　　電源模塊插入電源總線時(shí)的起動(dòng)順序如下：首先,除了短引腳外,接插件的所有引腳都按無(wú)規(guī)律的順序接通(參看圖2所示波形),此外,轉(zhuǎn)換器并不能起動(dòng)。因?yàn)橥〝嗫刂贫桃_并未接通,該局引腳通過(guò)晶體管Q1使IAM模塊維持關(guān)斷狀態(tài)。同時(shí),晶體管Q3還把轉(zhuǎn)換器模塊的PC引腳拉到低電平,因此轉(zhuǎn)換器模塊處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)所有其他引腳都接好以后,短引腳才接通。IAM模塊的通斷引腳被拉到低電平,因此IAM模塊導(dǎo)通,48V電源總線上的電容器開始以可控的速率充電,總線電壓開始沿斜坡上升,這樣可把浪涌電流限制在安全值以內(nèi)。IAM模塊導(dǎo)通后,轉(zhuǎn)換器模塊得到使能信號(hào),但是當(dāng)總線電壓達(dá)到欠壓封鎖門限值(約34V)以前,轉(zhuǎn)換器模塊不能起動(dòng)?？偩€電壓達(dá)到欠壓封鎖值以后,由于轉(zhuǎn)換器模塊具有軟起動(dòng)特性,所以至少還需經(jīng)過(guò)100ms后,轉(zhuǎn)換器模塊才開始吸入電流并且輸出電壓開始逐漸上升。最后,當(dāng)轉(zhuǎn)換器模塊輸出電壓上升到使串聯(lián)在輸出端的二極管正向偏置時(shí),該轉(zhuǎn)換器模塊才輸出均衡的負(fù)載電流。

 

　　圖2 熱插拔過(guò)程波形圖

　　電源模塊總線上拔出時(shí)的工作順序與插入時(shí)的順序相反。短引腳在IAM模塊關(guān)斷48V電源的其他引腳以前斷開,同時(shí),轉(zhuǎn)換器模塊總線電容通過(guò)IAM模塊輸出端的并聯(lián)開關(guān)迅速放電,放電時(shí)間小于50ms。此時(shí),電容C2繼續(xù)提供保持晶體管Q3導(dǎo)通所需的電流。從而確保PC引腳保持低電平,直到48V總線電壓下降到欠壓封鎖值。這樣,可以保證所有其他接點(diǎn)無(wú)規(guī)律斷開過(guò)程中,轉(zhuǎn)換器模塊不產(chǎn)生功率變換脈沖。

　　上述熱插拔技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多產(chǎn)品中,并且,在插拔過(guò)程中,輸入和輸出總線電壓波動(dòng)很小,在插拔過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)保證所有模塊的引腳電壓不超過(guò)最高額定電壓。插入電源模塊時(shí),必須在其他引腳無(wú)規(guī)律接通以后,短引腳才能接通。拔出電源模塊時(shí),必須在其他引腳完全斷開以后,短引腳才斷開。