熱插拔功能的電源模塊應(yīng)用與熱插拔運(yùn)行中的安全控制

1 前言
帶電插撥功能同時(shí)也稱(chēng)為熱插拔功能，在電源設(shè)計(jì)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(jī)時(shí)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(gè)要求。
實(shí)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(jī)架內(nèi)共同背板上的多個(gè)電路板或刀片來(lái)構(gòu)建。由于現(xiàn)代刀片具有更高級(jí)的功能，需要消耗更多的功率，如高級(jí)電信計(jì)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(kāi)啟狀態(tài)，因此被稱(chēng)為“熱”或者“運(yùn)行著”的背板。刀片必須插入機(jī)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(cè)到刀片發(fā)生故障，必須從插槽中把這個(gè)刀片拔掉，再把新的刀片插入同一個(gè)插槽以恢復(fù)服務(wù)。把刀片插入運(yùn)行中的背板或者從插槽中拔掉的過(guò)程稱(chēng)為“熱插拔”?？梢灾С诌@個(gè)功能的刀片稱(chēng)為“可熱插拔”的刀片。
因此本文將介紹以下兩個(gè)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(shí)應(yīng)考慮的設(shè)計(jì)問(wèn)題；②用熱插拔控制器電路解決多個(gè)電路板或刀片熱插拔運(yùn)行中的安會(huì)問(wèn)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(jì)規(guī)則
熱插拔功能對(duì)于確保熱插拔元件的安全特別重要。此外，在熱插拔過(guò)程中，熱插拔功能需避免對(duì)輸入和輸出電源線電壓產(chǎn)生明顯波動(dòng)。任何母線電壓產(chǎn)生明顯的即使是瞬間波動(dòng)，都可能引起系統(tǒng)工作不正常。在常用的接插件中，各個(gè)接頭不是同時(shí)接通或同時(shí)斷開(kāi)，而是有規(guī)律地逐次接通或逐次斷開(kāi)。因此，必須分步驟保證電源按順序接通或斷開(kāi)。
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(jì)規(guī)則應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
① 帶電插拔時(shí)，各種參數(shù)決不能超過(guò)各元件的極限值或絕對(duì)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(shí)減小各接點(diǎn)之間產(chǎn)生的火花；
③ 帶電插入DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，該轉(zhuǎn)換器的負(fù)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(fù)載斷開(kāi)或者未接取樣線時(shí)，決不允許DC-DC轉(zhuǎn)換器傳輸能量，即產(chǎn)生功率突變。