高可靠性电源系统的热插拔原理和应用问答选编

问：MOS管有两种，一种是NPN，另一种是PNP，两种都可以用吗？

答：MOS管分为N沟道和P沟道两种，在热插拔产品通常采用N沟道的MOSFET。P沟道要采用负压控制，在这里是完全不必要使用P沟道的MOSFET。

问：MSOP封装的引脚间距很小，外部高电压会不会影响到可靠性？

答：封装完全可以保证芯片正常工作的需要，如果电压足够高，Layout要做好隔离和EMI的控制。

问：TI的热插拨产品会不会对CPU产生干扰

答：热插拔不会对CPU产生干扰，反而会增加系统的稳定性和可靠性。

问：TI热插拨产品的选型除了额定电压和额定电流外还有什么要特别注意的？

答：需要注意的是选用什么样的工作模式：Latchoff或者Autoretry，是不是需要功率限制功能来保护MOSFET。

问：高可靠性电源系统的热插拔系统是如何稳压的？

答：通过限制电流过快上升，使电流较平稳地过渡到稳定值，达到输出电压逐渐稳定。

问：TI的热插拔和用分立元件（自恢复保险丝，TVS管的区别在哪里？有什么优缺点？

答：自恢复保险丝只是起到熔断的作用，响应速度较慢，功耗较大，不适合用于具有热插拔功能的产品。TVS只是起到过压保护的作用。这两种产品会用在一般的产品中，成本低但性能很差。TI的热插拔电源管理IC不仅可以起到保护的作用，而且反应速度快，还可以提高系统的可靠性。

问：如果系统突然断电和恢复，对热插拔电路是否有影响？是否会损坏负载电路？

答：不会有影响，也不会损坏负载。热插拔电源管理IC也会起到保护的作用。

问：电源的热插拔和USB等设备的即插即用有什么区别吗？

答：热插拔电源管理器件与USB或即插即用设备的电源限流很相似。即插即用的设备使用热插拔电源管理器件，必须有支持即插即用的系统和驱动作支持。

问：双路热插拔芯片中的两路分别完成什么功能？

答：双路热插拔是考虑负载需要接入系统的电源不同，例如一路需要+5V，而另一路需要+12V，这样就有必要将两路分开单独控制。

问：使用热插拔芯片进行设计需要注意些什么？

答：主要考虑应用环境和需要的功能。例如，如果用于工业，需选用工业级的产品以及工作电压范围；是选用闭锁模式还是自动重试模式；是不是需要最大功率控制等额外的功能。

问：热插拔电路板插座上是否有引脚长短的区别？

答：如果您设计的产品必须符合相关协议、规范以及规定，如果相关内容对接口机械参数或者电气参数有要求，引脚会有所区别，例如长短和排序等。

问：热插拔电路对电压和电流的大小有什么限制？

答：热插拔电源管理IC本身有正常的工作电压范围，可以设定最大限制电流或者Fault电流。电压和电流不能超过规定的范围。

问：热插拔电源如何实现对电流的控制？

答：通过采样RSENSE获取电流值信息，如果电流超过最大设定值或者最大限制值时，热插拔电源管理IC进入Latchoff或者Autoretry状态，控制MOSFET导通的时间，前者MOSFET断开，后者MOSFET间隔一定时间后导通或断开，这样可以保证不会出现浪涌电流，实现负载电流慢慢上升的过程。


问：如何避免电流过大引起的故障？

答：热插拔电源管理IC可以限制最大电流，正确设置RSENSE的值就可以得到合适的允许最大电流，超过最大电流的限制时热插拔电源管理IC即可进入保护状态。

问：热切换功能的优点有哪些？

答：热插拔功能一方面起到保护负载的作用，另一方面提高了系统的稳定性。系统在线时接入新的负载，负载会产生浪涌电流，热插拔限制和抑制浪涌电流产生，保护了负载。另外接入新的负载时不会使输入电压骤降造成系统其它工作失常或者复位，提高系统稳定性和可靠性。

问：如果电流上升斜率太小，会不会导致无法满足电路模块间所必需的上电顺序？

答：会对上电顺序造成一定影响，此时需要根据负载设定合理的定时电容的值。

问：选择热插拔产品需要注意哪些规格？

答：主要考虑使用的温度范围、使用电压范围（比如高压应用还是低压应用）、操作的类型（比如是切断类型还是自动重试类型），以及电流限制、平均功率控制等其它功能的选用。因为器件型号不同，对应的功能也不大相同。

问：一般工业控制在什么地方需要使用热插拔？工控与计算机的热插拔概念有无不同？

答：热插拔便于调试维修和替换，对于某些工业控制，需要系统不间断控制，此时必须使用支持热插拔的设备和负载。平时计算机所说的热插拔大都是指支持热插拔的设备，我们在这里讲的是热插拔电源管理器件。

问：在负载短路情况下，热插拔上冲电流是否能够限制？如何实现？

答：当负载短路时，由于负载电容变小，电流并不会出现较大过冲。如果电流明显超过IMAX或者ILIM，MOSFET会及时切断。

问：在开关电源中，有没有关于MOSFET选择的标准？

答：开关电源选用MOSFET优先考虑功耗的问题。除了最大耐压、最大电流能力及导通电阻外，尚有其它在实际应用时需要注意的参数，如传导、栅极电荷、崩溃、温度的影响。

问：在热拔插电源方案中，在负载断开时会产生尖端放电吗？如果有，如何避免？

答：热插拔电源管理是针对负载接入热系统的过程中负载出现浪涌电流、系统电源急剧下降以及其它可靠性问题的解决方案。若存在感性和容性负载，即使不是热插拔设备也会有放电现象，可以考虑设计泄放回路。

问：在冗余电源系统中，除可以使用隔离二极管来降低单点故障，是否还有其它方法来降低单点故障？

答：TI推出了Oring和N+1的产品，这些产品和FET组和替代了二极管，具有更好的性能。首先，FET功耗很小，远远低于二极管；其次，设计更加有弹性，FET可任意关闭和打开，这是二极管所不具有的特性；另外保护功能更强，FET关闭时间比二极管快，可双向阻断故障电压转换器。

问：在实际应用中，热插拔技术在确保系统稳定性上都采取了哪些措施？

答：部分热插拔电源管理产品产品设计有欠压保护、精确的最大电流限制、可编程的平均功率限制、可编程过流限制、错误指示等功能。这些功能保证了系统稳定性。

问：怎样保证不把噪声误判为过压或者欠压？

答：如果噪声引起的电压低于器件本身正常工作电压，欠压保护会起作用，过压超过器件本身的最大承受电压，就会对器件产生破坏。所以这两种保护都可以保证器件的正常使用和安全，主要解决点还是限制或者抑制噪声的出现，例如增加去耦电容等。

问：电源的热插拔会不会对后面的系统造成损害？比如笔记本电源突然断电，会直接造成对主板的冲击，这个是如何考虑的？

答：电源热插拔不会对系统造成危害，热插拔电源管理器件有效保护负载，防止过大的冲击电流，另一方面使系统电源正常供电，避免接入负载出现过大的电压降。电源突然断电不会对主板造成很大的伤害，原因是内部设有保护电路和泄放回路。