將一個(gè)簡(jiǎn)單的錄音筆或其它外設插入端口時(shí),可能導致不希望發(fā)生的系統復位。此時(shí)需要在端口前端提供一個(gè)限流器,在插拔端口時(shí)提供短路和過(guò)載保護。這種接口的一個(gè)特征是需要給各種需要連接的外設供電,例如:錄音筆、小型硬盤(pán)、調制解調器、MP3、存儲器卡等。服務(wù)器板提供12V主電源供電,有些應用中包含一個(gè)降壓轉換器,將該電壓降至3.3V,用于邏輯電路供電。此外還需要一個(gè)升壓電路,把3.3V電壓提升到標準的端口電壓(5V,可提供500mA電流)。

  帶電插入外設時(shí)可能引發(fā)一些問(wèn)題:瞬間在端口的5V引腳插入一個(gè)不是純電阻的負載,由于存在容性元件,會(huì )產(chǎn)生快速、大幅升高的電流,使得端口的電流遠遠超出500mA。當然,把一個(gè)大功率的硬盤(pán)連接到端口時(shí)同樣會(huì )發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題,此時(shí)的容性不再是主要問(wèn)題,硬盤(pán)的標稱(chēng)工作電流可能超出500mA,這是引起系統復位或電源進(jìn)入保護狀態(tài)的關(guān)鍵原因。為了抑制浪涌電流,把電流限制在500mA以?xún)?,我們需要?V電源和端口的VOUT引腳之間增加保護電路。

  負載接入時(shí),由于保護器件不能在瞬間實(shí)現限流(電路沒(méi)有達到故障電流限制或發(fā)生自激),后會(huì )出現一段短暫的盲區,使系統建立穩定。當然,在此期間電源必須能夠承受浪涌電流的沖擊。降壓轉換器由于利用ILIMIT電阻對IOUT進(jìn)行檢測,能夠處理一定的浪涌,電流環(huán)路將IOUT保持在電阻設置的門(mén)限以?xún)?。升壓轉換器則不具備這一功能。升壓轉換器的電感在VIN和負載之間提供了一個(gè)連續通道,當電源不能為負載提供足夠的電流時(shí),開(kāi)始為上壓轉換器的電壓源充電。有些情況下,可能造成監控電路觸發(fā)系統復位,導致圖1所示系統失效。

利用簡(jiǎn)單電路解決帶電插拔過(guò)程的USB電流過(guò)沖問(wèn)題

  圖1. 在為USB端口產(chǎn)生5V電源的同時(shí),該電路能夠抑制USB連接器熱插拔過(guò)程中的峰值電流,并根據端口需要將工作電流限制在500mA以?xún)取?/P>

  對5V升壓電路進(jìn)行簡(jiǎn)單修正可以解決這一問(wèn)題:在轉換器輸出和反饋電阻分壓器之間插入一個(gè)小電阻(大約0.5Ω)。由于5V轉換器補償該電阻兩端的壓差,作用在IOUT限制器(MAX8586)的電壓與5V負載電流無(wú)關(guān)。這一電路改動(dòng)能夠在帶電插入錄音筆等低電容負載(1μF)時(shí)避免出現較高的尖峰電流,這種尖峰電流會(huì )先后導致升壓轉換器和3.3V總線(xiàn)過(guò)載,進(jìn)而復位系統。0.5Ω電阻不僅在系統處于“盲區”期間將峰值電流限制在合理范圍內,還能夠將IOUT的最大值限制在500mA,滿(mǎn)足USB端口的要求。