热插拔功能的电源模块应用与热插拔运行中的安全控制

3.2 IAM48模块的应用
IAM48输入功率调整模块Vin为36V-76V、10A，而Vout为+75V～-75V，其效率为97%。
IAM48模块含有一只串联FET开关，可以实现48V母线到DC-DC转换器输入的通断控制。通断控制脚on/off(见图1中IAM48模块的引脚) 内部有上拉电路，并且为了将48V母线与DC-DC转换器模块接通，通断控制器必须拉到低电平。该模块内两输出端(+Vout与-Vout)之间还有一个并联开关。当通断控制脚对48V母线负极为高电平(断开)时，该并联开关处于导适状态。当48V母线关断时，母线上的保持电容可通过并联开关迅速放电。除了通断控制功能外，IAM48模块还具有限制浪捅电流的功能，并且与Filt Mod模块或EMI滤波器模块配合，还可完成瞬变过电压保护。通信设备中为了满足EMC{电磁兼容)标准，通常都采用IAM48和Filt Mod模块(见图1中Filt Mod模块与IAM48模块的连接)。在通信设备中，都要求电源模块具有热插拔功能，因此，应选用lAM48电源模块或其他可限制浪涌电流的模块。

3.3 Filt Mod模块特征
VI-IAM(即Filt Mod模块)输入衰减模块是一只元件级的DC输入前端滤波器，它的特点是占用很少的空间，同时提供最大的保护效能，适用于精密的电子系统。VI-IAM可与Vicor的24V、48V或300V输入模块配套使用，组成高效率、高功率密度的电源系统。系统的输出电压由1V至95V，功率达400W（可扩展至800W）。利用VI-IAM可组成体积少、高效及可靠的电源系统，满足电讯和工业应用的最高要求。

3.4 电源模块插入电源母线时的起动顺序
首先，除了短引脚外，接插件的所有引脚都按无规律的顺序接通，此外，转换器并不能起动。因为通断控制短引脚并未接通，该脚通过晶体管Ql使IAM48模块维持关断状态。同时，晶体管Q3还把DC-DC转换器模块的PC脚拉到低电平，因此，转换器模块处于关断状态。当所有其他引脚都接好以后，短引脚才接通。IAM48模块的通断脚被拉到低电平，因此IAM48模块导通，48V电源母线上的电容器开始以可控的速率充电，母线电压开始沿斜坡上升，这样可把浪涌电流限制在安全值以内。1AM48模块导通后，DC-DC转换器模块得到使能信号，但是当母线电压达到欠压封锁门限值(约34V)以前，DC-DC转换器模块不能起动。母线电压达到欠压封锁值以后，由于DC-DC转换器模块具有软起动特性，所以至少还需经过100ms后，转换器模块才开始吸入电流，并且输出电压开始逐渐上升。最后，当转换器模块输出电压上升到使串联在输出端的二极管正向偏置时，该转换器模块才输出均衡的负载电流。
电源模块IAM48从母线上拔出时的工作顺序与插入时的顺序大致相反。短引脚在lAM48模块关断48V电源的其他引脚以前断开，同时，转换器模块关断。母线电容通过IAM48模块输出端的并联开关迅速放电，放电时间小于50ms。此时，电容C2继续提供保持晶体管Q3导遁所需的电流。从而确保PC脚保持低电平，直到48V母线电压下降到欠压封锁值。这样，可以保证所有其他接点无规律断开过程中，DC-DC转换器模块不产生功率变换脉冲。
上述热插拔技术已经成功地应用于许多产品中，并且在插拔过程中，输入和输出母线电压波动很小，在插拔过程中，应当保证所有模块的引脚电压不超过最高额定电压。插入电源模块IAM时，必须在其他引脚完全断开以后，短引脚才断开。

4 用热插拔控制器电路解决多个电路板或刀片热插拔运行中的安会问题
虽然用热插拔功能的电源模块(如IAM型)可组成48V分布式电源结构，但如何确保热插拔运行中的安会却是很重要的控制技术。于是适用于大功率刀片的-48V或+48V用热插拔控制器电路技术被提到议事日程进行研讨。

4.1 热插拔控制器电路基本架构
当刀片插到背板上时，刀片上所有连接到背板的电容开始充电，从背板吸取大量的电流。浪涌电流会导致背板电压瞬间下降，并在连接器上产生电弧。过大的浪涌电流可使背板电源超载，从而完全关闭电源，并影响机架上其余刀片的工作。
为了尽可能地减小电路板热插拔对机架上其余刀片的影响，热插拔期间需要限制刀片的浪涌电流。限制浪涌电流的电路称为“热插拔控制器电路”。图2为在大功率刀片-48V中实现的热插拔控制器电路的基本架构。

从图2的左上方开始，GND端通过肖特基二极管将电源送至DC/DC转换器。DC/DC模块是一个产生有效载荷电源电压(12V、5.6V等)的独立电源。DC-DC转换器的负端通过MOSFET开关和电流感测电阻连接到-48V电源。DC/DC转换器两端的隔离电容保留了足够的电荷以确保电路板在背板电压降低期间保持运作。热插拔控制器利用电流检测电阻R检测和VMOSFET信号来监控MOSFET电流和电压，以便控制在发生浪涌时MOSFET消耗的功率。