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ISL6140热拔插芯片在电源模块中的应用
来源: | 作者:proe0304c | 发布时间: 2017-10-12 | 2449 次浏览 | 分享到:
ISL6140热拔插芯片在电源模块中的应用





时间：2017/10/12
来源：电子工程世界网
摘要：随着通讯设备、计算机网络设备的大量应用，供给此类设备的电源要求24小时不间断地工作。以往更换电源模块设备需要停机这种情况对通讯网络设备来讲是不能接受的，而且目前在一个较大的电源系统中输出电源的要求电源模块_HL06M_A多种多样，有时需要冗余备份或随着设备负荷的增减来添加或撤除电源模块，在增减电源模块时必须保证所有设备的正常工作，热拔插技术是解决此类问题的途径。

1、 实现热拔插需要解决的问题       
      当一块电源模块插入一个正在工作的电源背板时，由于电源供应电路中存在输入电容，当输入电容充电时会产生很大的充电瞬时电流。这将会产生短时脉冲干扰（可能会影响到其他的电路板）和可能产生对电源供应器永久性的损伤。允许热拔插的关键是控制电源输入，通常采用控制场效应管的工作电流由小到大缓慢地变化，直到输入电容上充满电荷为止。当输入电容充满电后，场效应管就完全导通并由外部电源直接对电路进行供电。

2、 功能简介
       ISL6140是INTERSIL公司出品的负电压热拔插型控制器。它允许电源模块安全地从正在工作的电源背板上拔下或插上。突入电流的限制值可通过控制外接N沟道的场效应管的栅极上升电压来实现。如果电源模块输入电压高于或低于设计输入电压变动范围，开关管就会关断。当系统短路时，一个可编程的电子断路器将保护整个系统。另外该IC还提供一个信号输出端用于直接显示电源模块的输入电源电压的正常与否。
       ISL6140所使用的外部器件少，控制功能强，适合于应用于电源模块的前级起热拔插及过流、过压、欠压保护作用。
IC功能特性：
  • 外接电源负端N沟道场效应管
  • 工作电压范围从-10V到-80V（-100V额定最大值）或者从+10V到+80V（+100V额定最大值）
  • 突入电流值可自行设定
  • 可编程电子线路断路器（过流关断）
  • 可编程过压保护
  • 可编程低压切断
  • .输入电压状态显示
应用领域：
  •  VOIP（Voice Over Internet Protocol）服务器
  •  48V电信系统
  •  负电压供应控制
  •  +24V无线基站电源
PIN1 PWRGD ：　电源状态信号输出端
PIN2 OV（Over-Voltage） : 过压保护检测端
PIN3 UV（Under-Voltage）: 欠压保护测试端
PIN4 VEE ： 通常是电源的负端
PIN5 SENSE ： 过流检测端，一般要接一电阻
PIN6 GATE ： N沟道场效应管的栅极驱动端
PIN7 DRAIN ： N沟道场效应管的漏极端
PIN8 VDD ： 电压正极输入端

3、外围元件参数计算
①VUVL与VOVH的计算：
       VUVL与VOVH是电路输入电压的允许波动范围，在此范围内IC控制外接的N沟道场效应管导通，电路正常工作，一旦电源模块输入电压超出此范围，N沟道场效应管截止。该IC通过两个运算放大器来限定VUVL与VOVH。另外,R4、R5、R6这三个分压电阻应选择精度高，温度系数小的精密电阻（例如：1%的金属氧化膜电阻）。
计算公式如下所示：
VUV=1.223(R4+R5+R6)/(R5+R6)
VOV=1.223(R4+R5+R6)/(R6)
电路触发的电压波形如下图所示：

Tphlov: 0.6~3.0us 典型值为：1.6us Tplhov: 1.0~12.0us 典型值为：7.8us
Tphluv: 0.6~3.0us 典型值为：1.3us Tplhuv: 1.0~12.0us 典型值为：8.4us
②N沟道场效应管的选择:
       N沟道场效应管是电路的关键器件，应从以下几个方面考虑该器件的参数:
       最大的输入电压(包括瞬态冲击)和输出瞬态电压;最大工作电流;场效应管耗散功率或者是安全工作区域;场效应管的栅极门限电压;场效应管的通态电阻(Rdson)。所选的场效应管应在满足上述条件的基础上考虑足够的余量及经济性。
③限流电阻的选择:
R1是过流检测电阻。只要在R1上检测到超过50mV电压，GATE管脚上的电压将变成低电位，场效应管就会关断。因此只要设定了电路过流保护的电流值就可计算出R1的值。
R1=V/Ioc=0.05V/Ioc
④R2、C1、R3、C2参数选择：
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