本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤具體地說(shuō)是一種實(shí)用性強(qiáng)、帶有功率限制功能的熱拔插電路。
背景技術(shù)：
熱插拔（Hot Swap）功能就是允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)、不切斷電源的情況下取出和更換板卡、電源或硬盤(pán)等部件，提高了系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的及時(shí)恢復(fù)能力、擴(kuò)展性和靈活性。目前常用的熱插拔實(shí)現(xiàn)方式是一個(gè)MOSFET配合一個(gè)熱插拔芯片，通過(guò)控制MOS的導(dǎo)通程度來(lái)限制浪涌電流的幅值和插拔瞬間的電壓波動(dòng)，從而不影響其他部件的正常工作。
除了電流限制以外，保證熱插拔瞬間的MOS功率在安全工作區(qū)（SOA）內(nèi)也很重要。MOSFET的SOA曲線包含了恒電流區(qū)和恒功率區(qū)兩部分，兩個(gè)區(qū)域的分界電壓稱作轉(zhuǎn)折電壓VTH。當(dāng)漏源電壓VDS＜VTH時(shí)，MOS的SOA限制量為電流，即只要電流不超過(guò)恒定限值就能保證MOS管的安全工作；但當(dāng)VDS＞VTH時(shí)，MOS管進(jìn)入恒功率工作區(qū)，其允許的電流會(huì)下降，恒電流限制不再適用。
在一般的低電壓熱拔插應(yīng)用中，MOS管兩端的壓降不大，工作于恒電流區(qū)，只要控制浪涌電流限值不超過(guò)MOS允許的最大電流即可。但是，在一些電壓較高的應(yīng)用中，MOS兩端會(huì)承受很大的壓降，進(jìn)入恒功率工作區(qū)，允許的浪涌電流隨著VDS的升高會(huì)下降，此時(shí)必須對(duì)流過(guò)MOS管的能量進(jìn)行恒功率限制，才能確保MOS管工作于SOA區(qū)內(nèi)。基于此，本發(fā)明提出一種帶有功率限制功能的熱拔插電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、帶有功率限制功能的熱拔插電路。
一種帶有功率限制功能的熱拔插電路，包括具備電流限制和功率限制功能的熱插拔控制芯片，該熱插拔控制芯片連接MOS管和電流檢測(cè)精密電阻，當(dāng)電流檢測(cè)精密電阻的電流值超過(guò)電流限值時(shí)，熱插拔控制芯片的電流限值功能被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于電流限制模式；當(dāng)MOS管的功率超過(guò)功率限值時(shí)，熱插拔控制芯片的功率限制功能被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于功率限制模式。
所述熱插拔控制芯片通過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)精密電阻兩側(cè)的壓降來(lái)檢測(cè)浪涌電流，當(dāng)插拔瞬間的浪涌電流超過(guò)電流限值時(shí)，該熱插拔控制芯片的電流限制功能被觸發(fā)，熱插拔控制芯片控制MOS管在不完全導(dǎo)通狀態(tài)，完成對(duì)浪涌電流的限制。
所述熱插拔控制芯片通過(guò)連接配置電阻來(lái)設(shè)置功率限值，該熱插拔控制芯片通過(guò)做差來(lái)檢測(cè)MOS管兩端的電壓VDS，該VDS具體為MOS管漏極和源極間的電壓，然后該電壓與浪涌電流相乘獲得MOS管的瞬時(shí)功率，當(dāng)MOS管的瞬時(shí)功率超過(guò)功率限值時(shí)，熱插拔控制芯片根據(jù)實(shí)際的電壓降低電流限值，然后通過(guò)減小VGS進(jìn)一步限制MOS管的導(dǎo)通，使MOS功率維持在額定功率以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了恒功率限制，該VGS是MOS管的柵極與源極間電壓。
本發(fā)明的一種帶有功率限制功能的熱拔插電路，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明的一種帶有功率限制功能的熱拔插電路，保證MOSFET工作的安全可靠，結(jié)合MOSFET漏源電壓較高時(shí)的恒功率特性，在浪涌電流限制的基礎(chǔ)上增加了功率限制功能，使熱插拔MOSFET可以始終工作在安全工作區(qū)以內(nèi)，提高了熱拔插電路的可靠性；同時(shí)，適用范圍廣泛，特別適用于板面較小的熱插拔電路設(shè)計(jì)，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
附圖說(shuō)明
附圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如附圖1所示，本發(fā)明提供一種帶有功率限制功能的熱拔插電路，包括具備電流限制和功率限制功能的熱插拔控制芯片，該熱插拔控制芯片連接MOS管和電流檢測(cè)精密電阻，當(dāng)電流檢測(cè)精密電阻的電流值超過(guò)電流限值時(shí)，熱插拔控制芯片的電流限值功能被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于電流限制模式；當(dāng)MOS管的功率超過(guò)功率限值時(shí)，熱插拔控制芯片的功率限制功能被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于功率限制模式。
所述熱插拔控制芯片通過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)精密電阻兩側(cè)的壓降來(lái)檢測(cè)浪涌電流，當(dāng)插拔瞬間的浪涌電流超過(guò)電流限值時(shí)，該熱插拔控制芯片的電流限制功能被觸發(fā)，熱插拔控制芯片控制MOS管在不完全導(dǎo)通狀態(tài)，完成對(duì)浪涌電流的限制。
所述熱插拔控制芯片通過(guò)連接配置電阻來(lái)設(shè)置功率限值，該熱插拔控制芯片通過(guò)做差來(lái)檢測(cè)MOS管兩端的電壓VDS，該VDS具體為MOS管漏極和源極間的電壓，然后該電壓與浪涌電流相乘獲得MOS管的瞬時(shí)功率，當(dāng)MOS管的瞬時(shí)功率超過(guò)功率限值時(shí)，熱插拔控制芯片根據(jù)實(shí)際的電壓降低電流限值，然后通過(guò)減小VGS進(jìn)一步限制MOS管的導(dǎo)通，使MOS功率維持在額定功率以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了恒功率限制，該VGS是MOS管的柵極與源極間電壓。
此設(shè)計(jì)的參考原理如圖1所示。U1是熱插拔控制芯片，Q1是外置MOS管，RSENSE是電流檢測(cè)精密電阻，在上述方法中，在VDS低于轉(zhuǎn)折電壓VTH時(shí)，電流限值低于功率限值，電流限制首先被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于電流限制模式；當(dāng)VDS高于VTH時(shí)，功率限值低于電流限值，功率限制首先被觸發(fā)，保護(hù)電路工作于功率限制模式。兩種控制模式結(jié)合即可在所有工況下保證MOSFET工作于SOA區(qū)以內(nèi)；具體為：
Sense Pin通過(guò)檢測(cè)RSENSE兩側(cè)的壓降來(lái)檢測(cè)浪涌電流ID。當(dāng)拔插瞬間的浪涌電流超過(guò)電流限值ILIMIT時(shí)，Gate Pin控制Q1工作在不完全導(dǎo)通狀態(tài)，來(lái)限制浪涌電流。
除電流限制之外，U1還提供了功率檢測(cè)及限制功能，PWR Pin是功率限值設(shè)置引腳。Sense Pin和Vout Pin連接與MOS管的兩端，通過(guò)做差來(lái)檢測(cè)MOS管兩端的電壓VDS，然后與ID相乘（VDS×ID）便可獲得MOS的瞬時(shí)功率。配置電阻RP阻值即可設(shè)置功率限值PLIMIT。當(dāng)MOS功率超過(guò)PLIMIT時(shí)，U1會(huì)根據(jù)實(shí)際VDS電壓降低ILIMIT，Gate Pin通過(guò)減小VGS進(jìn)一步限制MOS管的導(dǎo)通，使MOS功率維持在額定功率以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了恒功率限制。
上述具體實(shí)施方式僅是本發(fā)明的具體個(gè)案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述具體實(shí)施方式，任何符合本發(fā)明的一種帶有功率限制功能的熱拔插電路的權(quán)利要求書(shū)的且任何所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。