基于TPS2301的熱插拔電路設計

摘要：簡(jiǎn)要介紹了快速熱插拔器件TPS230l的主要特點(diǎn)，給出了一種基于TPS230l的熱插拔控制電路的設計方法，同時(shí)就設計要點(diǎn)進(jìn)行了詳細的分析。
關(guān)鍵詞：熱插拔；TPS2301；MOSFET；電流感應電阻

O 引言
隨著(zhù)現代通信網(wǎng)絡(luò )的快速發(fā)展，一般都會(huì )要求在整個(gè)使用周期內具有接近零的停機率，因此，在更換和維護故障電路時(shí)，通常都希望在不影響系統工作的情況下帶電插拔操作。當一塊插件板插入工作背板或者從工作背板拔出時(shí)，插件板上附加電容的充放電往往會(huì )給工作背板提供一個(gè)低阻抗，此時(shí)背板到插件板的高涌入電流就可能會(huì )燒毀連接器和電路元件，或者暫時(shí)將整個(gè)工作電壓拉低而導致系統重啟。
所謂熱插拔(Hot Swap)，就是允許用戶(hù)在不關(guān)閉系統或不切斷電源的情況下取出和更換損壞的部件，從而提高系統對災難的及時(shí)恢復能力、增強擴展性和靈活性。熱插拔過(guò)程一般可分為三個(gè)步驟：一是物理連接過(guò)程，分插入和拔出兩種情況；二是硬件連接過(guò)程，主要指的是與系統相連的硬件層的電氣連接；三是軟件連接過(guò)程，主要指的是與系統相連的軟件層的連接。
本文所討論的熱插拔主要是利用TPS2301芯片來(lái)針對硬件的熱插拔控制，即在帶電狀態(tài)下可以安全地插拔電路板。

1 TPS2301簡(jiǎn)介
TPS2301是TI公司生產(chǎn)的一款使用外部N-通道MOSFET作為電源控制主開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行快速熱插拔的雙通道器件。該器件中的INl通道允許的輸入電壓為3～13 V；IN2通道允許的輸入電壓為3～5．5 V。TPS2301芯片同時(shí)具有過(guò)流保護、浪涌電流限制、電源輸出狀態(tài)指示等功能，另外該芯片還具有5μA維持電流、20管腳TSSOP封裝、-40～85℃工作溫度范圍、以及具有靜電保護等特點(diǎn)。

2 系統電路
本文所介紹的熱插拔控制電路系統框圖如圖1所示。由圖1可見(jiàn)，本系統主要包括三個(gè)主要器件，即用作電源控制主開(kāi)關(guān)的N通道MOSFET、測量電流的檢測電阻以及熱插拔控制器。

3 設計要點(diǎn)
本設計使用TPS2301的INl通道來(lái)進(jìn)行分析。假定設計的輸入電壓為12 V，后端負載功率為100 W。下面介紹其設計要點(diǎn)。