一種新型hot swap控制芯片設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型HOT?SWAP控制芯片設(shè)計方法，屬于計算機(jī)芯片【技術(shù)領(lǐng)域】，具體步驟為：①將MOSFET與控制IC集成為一顆芯片，并且通過電流鏡像原理反饋給控制單元通過MOSFET的電流值大小，通過此單元實現(xiàn)OCP保護(hù)功能；②內(nèi)部集成MOSFET溫度偵測單元，通過此單元實現(xiàn)OVP保護(hù)或者UVLO保護(hù)；③內(nèi)部數(shù)字控制單元，實現(xiàn)電流偵測，溫度偵測，電壓偵測，并存儲到寄存器中，通過PMBUS協(xié)議，允許主機(jī)訪問寄存器，讀取數(shù)據(jù)；利用本發(fā)明方法設(shè)計的控制芯片，線路設(shè)計簡單，易于LAYOUT設(shè)計，并且可以靈活布局，降低PCB的占用面積。
【專利說明】—種新型HOT SWAP控制芯片設(shè)計方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種控制芯片設(shè)計方法，屬于計算機(jī)芯片【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種新型HOT SWAP控制芯片設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0003]普通的H0TSWAP線路結(jié)構(gòu)，通常分為高精度電阻，大功率MOSFET與控制芯片，控制芯片通過偵測高精度電阻兩端的電壓偵測電流大小，通過偵測的結(jié)果利用PMBUS協(xié)議反饋給主機(jī)，其OCP保護(hù)機(jī)制也基于此處完成?？刂菩酒ㄟ^控制MOSFET來開關(guān)線路，并且保證在熱插拔期間或者線路開啟時，將Inrush current控制在安全范圍之內(nèi)。普通的HOTSWAP線路在LAYOUT時局限較大，具體情況如下:H0TSWAP線路在電源輸入的連接器處，連接器通過壓接或者焊接方式通過不同電源層連入主板，需要通過HOT SWAP線路，需要在輸入端打足夠的過孔，連接到高精度電阻處，而通過高精度電阻后，無法傳輸足夠的電流，需要在高精度電阻與MOSFET間打足夠的過孔，在輸出端需要通過不同電流層傳輸，同樣需要足夠的過孔數(shù)量，PCB過孔數(shù)量太多，如果服務(wù)器主板功耗高時，會造成不必要的無用功率。因為通過偵測電阻兩端電壓來偵測電流大小，所以電流反饋線路非常容易受到干擾，并且此種方式偵測電流的精度受LAYOUT因素影響。因MOSFET在線路中起到開關(guān)作用，過電流大小決定使用MOSFET多少，MOSFET數(shù)量多時，占用PCB面積過大，對布局影響較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和問題，提供一種新型HOT SWAP控制芯片設(shè)計方法，提出的具體方案是:
一種新型HOT SWAP控制芯片設(shè)計方法，其特征是具體步驟為:
①將MOSFET與控制IC集成為一顆芯片，并且通過電流鏡像原理反饋給控制單元通過MOSFET的電流值大小，通過此單元實現(xiàn)OCP保護(hù)功能；
②內(nèi)部集成MOSFET溫度偵測單元，通過此單元實現(xiàn)OVP保護(hù)或者UVLO保護(hù)；
③內(nèi)部數(shù)字控制單元，實現(xiàn)電流偵測，溫度偵測，電壓偵測，并存儲到寄存器中，通過PMBUS協(xié)議，允許主機(jī)訪問寄存器，讀取數(shù)據(jù)。
[0005]所述的步驟①中電流值的大小通過MOSFET矩陣中固定位置挑選其中一顆MOSFET作為基準(zhǔn)，此顆MOSFET通過的電流與整顆MOSFET成正比關(guān)系，通過偵測流過此顆MOSFET的電流來計算流過整體芯片的電流大小。
[0006]所述的步驟②中偵測VIN端電壓，當(dāng)電壓高于設(shè)定值時，觸發(fā)保護(hù)OVP保護(hù)；當(dāng)電壓低于設(shè)定值時，觸發(fā)保護(hù)UVLO保護(hù)。
[0007]本發(fā)明的有益之處是:本專利將MOSFET與控制芯片集成在一起后，利用MOSFET的鏡像電流來偵測通過MOSFET的電流值大小，簡化了傳統(tǒng)HOT SWAP線路設(shè)計，在線路設(shè)計方面更簡單，并且對LAYOUT的布局布線更加簡潔，減少了 PCB的占用面積，以及設(shè)計中所涉及的過孔數(shù)量，利用本發(fā)明方法設(shè)計的控制芯片，線路設(shè)計簡單，易于LAYOUT設(shè)計，并且可以靈活布局，降低PCB的占用面積。

【具體實施方式】
[0008]為更好闡釋本發(fā)明，現(xiàn)對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行具體描述。
[0009]電流偵測功能實現(xiàn):
電流偵測單元是通過鏡像電流原理實現(xiàn)，具體為:在MOSFET矩陣中固定位置挑選其中一顆MOSFET作為基準(zhǔn)，此顆MOSFET通過的電流與整顆MOSFET成正比關(guān)系，通過偵測流過此顆MOSFET的電流來計算流過整體芯片的電流大小，以目前的MOSFET制造工藝，基本可以將電流控制在±1%以內(nèi)。
[0010]FET Control 模塊實現(xiàn):
O Gate drive功能實現(xiàn):VBST pin需要在線路中連接電容到Vout端，以提供NMOS足夠的Vgs電壓。
[0011]2)Soft Start功能實現(xiàn):SS pin需要在外部連接一顆MLCC電容,Soft Start模塊中有一個固定的電流源對外部MOSFET充電，并偵測電容的電壓來調(diào)整驅(qū)動MOSFET電壓值得大小，通過此功能延長MOSFET在可變電阻區(qū)的時間，并控制MOSFET的阻抗，來調(diào)整在開啟時MOSFET過電流的大小。
[0012]保護(hù)模塊實現(xiàn):
I)OCP保護(hù)實現(xiàn):電流偵測模塊會將偵測到的電流大小反饋到保護(hù)模塊中，其反饋回來的信號為電壓值，此電壓值會跟OCP保護(hù)模塊中的比較器進(jìn)行比較，當(dāng)電壓高于設(shè)置電壓時，將同種控制模塊進(jìn)行保護(hù)。
[0013]2) OVP保護(hù)，偵測VIN端電壓，當(dāng)電壓高于一定值時，將通知控制芯片觸發(fā)保護(hù)。
[0014]3) UVLO保護(hù)，欠壓保護(hù)，偵測VIN端電壓，當(dāng)電壓低于一定值時，將通知控制芯片觸發(fā)保護(hù)。
[0015]控制模塊實現(xiàn):
O電流偵測功能:電流偵測單元反饋給控制模塊為模擬信號，通過CurrentMonitoring模塊將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，控制單元接受數(shù)字信號后進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化存儲到相應(yīng)的寄存器中。
[0016]2)電壓偵測功能:偵測輸入端與輸出端的電壓值大小，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制單元讀取后存儲到相應(yīng)的寄存器位置中
3)溫度偵測功能:溫度保護(hù)單元反饋模擬信號給控制模塊，控制模塊經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)化后，將相應(yīng)溫度存儲到寄存器中，在控制模塊中會設(shè)置溫度門限值，當(dāng)溫度超過此門限時，控制模塊會直接關(guān)斷MOSFET
4)數(shù)字功能:通過SMBUS_IDpin設(shè)置控制單元的地址位，通過SMBUS_CLK，SMBUS_DATA, SMBUS_ALTER三個信號與相應(yīng)的外部鏈路建立通信連接，主機(jī)通過此鏈路讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型HOT SWAP控制芯片設(shè)計方法，其特征是具體步驟為: ①將MOSFET與控制IC集成為一顆芯片，并且通過電流鏡像原理反饋給控制單元通過MOSFET的電流值大小，通過此單元實現(xiàn)OCP保護(hù)功能； ②內(nèi)部集成MOSFET溫度偵測單元，通過此單元實現(xiàn)OVP保護(hù)或者UVLO保護(hù)； ③內(nèi)部數(shù)字控制單元，實現(xiàn)電流偵測，溫度偵測，電壓偵測，并存儲到寄存器中，通過PMBUS協(xié)議，允許主機(jī)訪問寄存器，讀取數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型HOTSWAP控制芯片設(shè)計方法，其特征是所述的步驟①中電流值的大小通過MOSFET矩陣中固定位置挑選其中一顆MOSFET作為基準(zhǔn)，此顆MOSFET通過的電流與整顆MOSFET成正比關(guān)系，通過偵測流過此顆MOSFET的電流來計算流過整體芯片的電流大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型HOTSWAP控制芯片設(shè)計方法，其特征是所述的步驟②中偵測VIN端電壓，當(dāng)電壓高于設(shè)定值時，觸發(fā)保護(hù)OVP保護(hù)；當(dāng)電壓低于設(shè)定值時，觸發(fā)保護(hù)UVLO保護(hù)。
【文檔編號】G06F17/50GK104166766SQ201410405285
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王武軍 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司