熱插拔功能消除停機時(shí)間(05-100)
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•拔出前電源模塊應當關(guān)斷;
•插入時(shí),電源模塊應處于暫時(shí)關(guān)斷;
•電源模塊應能限制浪涌電流。
這些要求可采用多種方法來(lái)實(shí)現。顯然,最簡(jiǎn)單的方法是在帶電插拔過(guò)程中,用一只機械開(kāi)關(guān)將轉換器模塊關(guān)斷。插入電源模塊以前,該開(kāi)關(guān)應處于關(guān)斷位置,當接插件的各接點(diǎn)牢固地接通后,該開(kāi)關(guān)才轉換到接通位置。與此相反,拔出轉換器模塊以前,該機械開(kāi)關(guān)應轉換到關(guān)斷位置。通常完成使能、關(guān)斷功能的PC引腳,可由該開(kāi)關(guān)控制。如果熱插拔組件內包括保證模塊可靠插入的鎖定接頭,該鎖定接頭可以機械地連接微型開(kāi)關(guān),以實(shí)現轉換器模塊開(kāi)機和關(guān)機。
電源模塊插拔過(guò)程中,還可采用另一種自動(dòng)關(guān)斷轉換器的方法。采用這種方法,不需要人工動(dòng)作,而采用機械開(kāi)關(guān)時(shí),必須手動(dòng)控制。采用自動(dòng)控制法,可以消除人工誤動(dòng)作的可能性,也就是說(shuō),可以防止機械開(kāi)關(guān)處于導通狀態(tài)時(shí)插入或拔出轉換器模塊。圖1所示電路可完成自動(dòng)關(guān)斷模塊的功能,但是要求采用接點(diǎn)交錯排列的接插件。應特別指出利用該控制時(shí),電源模塊應采用獨特的通斷控制引腳,以便保證插入模塊最后接通電源模塊,拔出時(shí)首先斷開(kāi)電源模塊。
圖1 帶電插拔自動(dòng)保護
IAM48模塊含有一只串聯(lián)FET開(kāi)關(guān),可以實(shí)現48V總線(xiàn)到轉換器輸入的通斷控制,通斷控制引腳內部有上拉電路,并且為了將48V母線(xiàn)與轉換器模塊接通,通斷控制器必須拉到低電平。該模塊內兩輸出端之間還有一個(gè)并聯(lián)開(kāi)關(guān)。當通斷控制引腳對總線(xiàn)負極為高電平(斷開(kāi))時(shí),該并聯(lián)開(kāi)關(guān)處于導通狀態(tài)。當48V總線(xiàn)關(guān)斷時(shí),總線(xiàn)上的保持電容可通過(guò)并聯(lián)開(kāi)關(guān)迅速放電。除了通斷控制功能外,IAM模塊還具有限制浪涌電流的功能,并且與EMI濾波器模塊或Filt Mod模塊配合,還可完成瞬變過(guò)電壓保護。通信設備中為了滿(mǎn)足EMC(電磁兼容)標準,通常都采用IAM和Fit Mod模塊。在通信設備中,都要求電源模塊具有熱插拔功能,因此應選用IAM模塊或其他可限制浪涌電流的模塊。
電源模塊插入電源總線(xiàn)時(shí)的起動(dòng)順序如下：首先,除了短引腳外,接插件的所有引腳都按無(wú)規律的順序接通(參看圖2所示波形),此外,轉換器并不能起動(dòng)。因為通斷控制短引腳并未接通,該局引腳通過(guò)晶體管Q1使IAM模塊維持關(guān)斷狀態(tài)。同時(shí),晶體管Q3還把轉換器模塊的PC引腳拉到低電平,因此轉換器模塊處于關(guān)斷狀態(tài)。當所有其他引腳都接好以后,短引腳才接通。IAM模塊的通斷引腳被拉到低電平,因此IAM模塊導通,48V電源總線(xiàn)上的電容器開(kāi)始以可控的速率充電,總線(xiàn)電壓開(kāi)始沿斜坡上升,這樣可把浪涌電流限制在安全值以?xún)?。IAM模塊導通后,轉換器模塊得到使能信號,但是當總線(xiàn)電壓達到欠壓封鎖門(mén)限值(約34V)以前,轉換器模塊不能起動(dòng)?？偩€(xiàn)電壓達到欠壓封鎖值以后,由于轉換器模塊具有軟起動(dòng)特性,所以至少還需經(jīng)過(guò)100ms后,轉換器模塊才開(kāi)始吸入電流并且輸出電壓開(kāi)始逐漸上升。最后,當轉換器模塊輸出電壓上升到使串聯(lián)在輸出端的二極管正向偏置時(shí),該轉換器模塊才輸出均衡的負載電流。
圖2 熱插拔過(guò)程波形圖
電源模塊總線(xiàn)上拔出時(shí)的工作順序與插入時(shí)的順序相反。短引腳在IAM模塊關(guān)斷48V電源的其他引腳以前斷開(kāi),同時(shí),轉換器模塊總線(xiàn)電容通過(guò)IAM模塊輸出端的并聯(lián)開(kāi)關(guān)迅速放電,放電時(shí)間小于50ms。此時(shí),電容C2繼續提供保持晶體管Q3導通所需的電流。從而確保PC引腳保持低電平,直到48V總線(xiàn)電壓下降到欠壓封鎖值。這樣,可以保證所有其他接點(diǎn)無(wú)規律斷開(kāi)過(guò)程中,轉換器模塊不產(chǎn)生功率變換脈沖。
上述熱插拔技術(shù)已經(jīng)成功地應用于許多產(chǎn)品中,并且,在插拔過(guò)程中,輸入和輸出總線(xiàn)電壓波動(dòng)很小,在插拔過(guò)程中,應當保證所有模塊的引腳電壓不超過(guò)最高額定電壓。插入電源模塊時(shí),必須在其他引腳無(wú)規律接通以后,短引腳才能接通。拔出電源模塊時(shí),必須在其他引腳完全斷開(kāi)以后,短引腳才斷開(kāi)。
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