空間受限型應(yīng)用中的PMBus熱插拔電路介紹

基本組件位于頂部，內(nèi)部各層主要構(gòu)成并行接地層，用于散熱和降低傳導(dǎo)損耗。TVS 和各種可選組件位于底部。散熱過(guò)孔位于 MOSFET 漏極板和 TVS 陰極上，連接至內(nèi)部各層。請(qǐng)記住，表面貼裝組件焊接的 PCB 作為散熱的主要方法。同樣，產(chǎn)生熱的一些組件，可以利用 PC B層內(nèi)已經(jīng)有的一些銅質(zhì)多邊形材料、層和熱過(guò)孔來(lái)提高其熱特性。使用邊緣端接將模塊化電路板連接至主板，還可以幫助散熱。如果重復(fù)脈沖鉗制期間出現(xiàn)通過(guò)MOSFET穩(wěn)態(tài)功耗和/或 TVS 功耗，則板級(jí)散熱設(shè)計(jì)變得尤為重要。這種熱插拔控制器設(shè)計(jì)，通過(guò)在出現(xiàn)故障時(shí)鎖住電路或者在檢測(cè)到故障以后后續(xù)“重試”開(kāi)始時(shí)提供足夠長(zhǎng)的暫停時(shí)間，使這一問(wèn)題得到緩解。

圖 6 熱插拔模塊照片

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)這種熱插拔控制器[2]實(shí)用實(shí)現(xiàn)，人們想出了各種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，以對(duì)電路性能進(jìn)行評(píng)估：熱插拔帶電插入、電流限制和短路保護(hù)。圖 7a、7b 和 7c 分別描述了相關(guān)電路波形。

就這方面來(lái)說(shuō)，它允許在檢測(cè)到故障以前形成最高可能電流，在圖 2 所示電路輸出直接聲明的低阻抗短路特別令人討厭。根據(jù)之前的一些考慮，同輸入通路串聯(lián)的寄生電感耦合高電流轉(zhuǎn)換速率，可能會(huì)在向通過(guò) MOSFET 發(fā)送一條關(guān)閉指令以后在熱插拔控制器 VIN 和 SENSE 引腳上引起破壞性瞬態(tài)出現(xiàn)。圖 7c 突出顯示部分，使用這種模塊時(shí)斷路事件期間的電流與電壓波形，被看作是良性的。

圖 7 熱插拔電路振蕩波形：a)啟動(dòng)前插入延遲熱插拔帶電插入；b）鎖閉電流限制響應(yīng)；c）輸出短路引起的熱插拔斷路事件

輸入電流達(dá)到23A（46mV分流電壓）時(shí)，如圖 7c 所示，通過(guò) MOSFET 關(guān)閉（見(jiàn)綠色輸入電流線）。這時(shí)的輸入電壓有一個(gè)初始尖峰（原因是存在一些未鉗制寄生線路電感），但在約 18V 時(shí)迅速被 TVS 鉗位。

參考文獻(xiàn)

[1]服務(wù)器 http://www.ti.com.cn/solution/cn/server、

基站http://www.ti.com.cn/solution/cn/tetra_base_station、

ATCA 解決方案 http://www.ti.com.cn/solution/cn/atca_solutions原理圖與設(shè)計(jì)考慮因互

[2] PMBus的LM25066系統(tǒng)電源管理與保護(hù)IC http://www.ti.com.cn/product/cn/LM25066

[3] NexFET功率MOSFET技術(shù)http://www.ti.com.cn/product/cn/csd16407q5

[4]《熱插拔電路的TVS鉗制》，作者：Hagerty, Timothy，TI，刊發(fā)于 2011 年 10月《電源電子技術(shù)》