| 德州儀器公司 戴和平
Texas Instruments Heping Dai
| 摘 要: 服務器和電信網(wǎng)絡使用 +48V或-48V作為其所有背板的標準化主電源。熱拔插以及在系統(tǒng)中安排冗余卡的做法已經(jīng)相當普遍。這盡可能地縮短了停機時間,同時也強制使得卡設計商必須采用“熱交換”技術(shù)。由于這些高壓系統(tǒng)的緣故,我們在“熱交換”事件過程中為了實現(xiàn)可靠的操作就必須進行特殊設計考慮。使用“熱交換”控制器是一種有效途徑,也是完成上述工作所廣為采用的一種方法。本文就 +48V與 -48V系統(tǒng)討論不同的熱交換控制技術(shù)。我們還將討論其他新興的高壓應用（如通過以太網(wǎng)供電等）。我們也將與不同的控制技術(shù)一道介紹一些最先進的集成電路 (IC)。 ABSTRACT: Servers and Telecom networks have standardized to using either +48V or -48V as their main source of power across their backplanes. Hot removal and insertion along with the practice of having redundant cards in their systems has become quite common. This minimizes the amount of downtime but at the same time forces card designers to employ ''Hot-Swap'' techniques. With these high voltage systems, special design considerations must be taken into account for reliable operation during a ''Hot-Swap'' event. The use of ''Hot-Swap'' controllers is an effective way and widely used method to achieve this task. This paper addresses different hot-swap control technologies for +48V and -48V systems. Other emerging high voltage applications such as Power-Over-Ethernet will also be discussed. Several state-of-the-art integrated circuits (ICs) will be introduced along with different control techniques.
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引言
熱交換控制是一種廣為采用的技術(shù),可以在不中斷主機電源的情況下安全地從主機系統(tǒng)或背板處插拔模塊。如果我們需要隨時隨地替換模塊的話,那么通常就要求具備該特性。這樣的要求可能就可以實現(xiàn)維修、再配置、冗余或系統(tǒng)升級等目的。熱交換在實用性要求很高的系統(tǒng)（如 Compact PCI、USB、1394 和一般性電信應用等）中非常有用。通過以太網(wǎng)供電 (POE) 是最熱門的電信應用之一,盡管它未被定義為熱交換系統(tǒng),但必須使用熱交換技術(shù),以提高其在加電過程中和故障條件下系統(tǒng)性能。
為了滿足應用所要求的高實用性特性,我們必須討論隨熱交換設計而來的一系列需要考慮的事情,如較大的電壓和電流瞬變、突入電流和操作安全性等。最重要的熱交換問題就是控制熱拔插突入電流,在已放電電容性負載附加卡插入工作背板時避免出現(xiàn)較大的輸入電壓浮動,在故障條件下保護上行系統(tǒng),最后還有很重要的一點,就是在所有應用指定的條件下進行安全操作。
dV/dt熱交換控制
圖 1 顯示了相當于典型 dV/dt 熱交換控制器電路的簡化版。輸出電壓的線性上升速度跟隨門極電壓線性上升速度,不具備輸出電壓反饋 。因此,通道晶體管在斜線上升時作為源跟隨器運作,隨后轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩闺娫绰窂?用于穩(wěn)定狀態(tài)操作。輸出電壓上升速度基本由門極電壓控制。
這就是說：
1)
但是,為了滿足各種應用的要求,門極電壓上升速度必須是可調(diào)節(jié)的。我們以德州儀器公司出品的 dV/dt 熱交換 IC TPS2331為例來說明。我們以恒流源給門極電容器充電,如圖 2 所示在門極產(chǎn)生線性上升的電壓源。我們用斷路器鉗定最大負載電流,用齊納二極管鉗定門極上的最大電壓。
這里Ig 是一個恒流源,它在加電期間給 MOSFET 門上的門極電容充電,而VREF 則是恒壓源,它設置最大突入電流。 |
66821730(技術(shù)支持)
