智能负载切换有助于实现可靠的热插拔系统
浪涌电流控制
避免突然开启MOSFET所带来问题的一个常用技术是栅极电压逐渐上升，以足够慢的速率使负载电容的电压跟踪最小VGS电压。这确保了工作点将保持在低电流区域，接近SOA图的底部。通过适当选择C2的值，可以很容易地用图1的电路实现这个策略。
虽然这种方案实现是比较简单的，在上述方案中的斜坡上升率必须有大的裕度，以适应MOSFET和电源总线负载电容的变化。对于小电流至中等电流的应用，指定一个稍大的MOSFET可能不是一笔很大的额外费用，也许可以通过简化的控制成本来进行调整。在其他情况下，必须对板上的大电容进行充电，这种做法可能会导致很大的时间延迟，这是指当一个模块插入到更大的系统时控制工程网版权所有，以及当它准备开始运作时之间的时间。
采用电流检测硬件，使用负反馈控制，就有可能保持恒定电流通过SOA。通过提供精确的漏电流调节，MOSFET的开关轨迹(图2，简单的电流限制)可以设定为更大的电流，要比在开环方式下前一种单纯的增加栅极电压情况更加谨慎。因为出于诊断目的常常需要监测电流，电流检测硬件可能已经用于现有的设计，在这种情况下只需要增加控制逻辑。
图3周期性的迟滞电流限制允许MOSFET电流增加到一个可允许的最大值，然后再降低回稍
低的水平。这种技术提供了线性电流控制的许多优点，同时避免了许多潜在的稳定性问题。然而，可靠地实现线性电流模式控制可能会非常棘手CONTROL ENGINEERING China版权所有，可能有不稳定和不受控制的振荡情况。另一种方法是使用一个迟滞控制电路(图3)，其中MOSFET电流保持在更低和更高的阈值之间。在迟滞控制方案中，MOSFET栅极电压斜坡上升直到漏电流达到预先设定的上限值。在这一点上，栅极电压下降直到漏电流低于预定的低阈值。然后重复这一过程，漏极电流在两个阈值之间变化。
虽然迟滞控制可用少量分立元件来实现，也可以只用ispPAC可编程电源管理实现，如图1中的电路。电源管理器件的每个电压监控引脚都支持有独立的可编程高压和低压阈值的双比较器功能。针对MOSFET的栅极电压和相应的漏极电流，编程这个器件的FET驱动器输出至较大的电流，提供了更快的速度，但仍控制了上升时间。用可编程器件来管理电流控制过程的另一个好处是它很简单，充分整合热插拔控制逻辑且能满足电路板所需的正常工作要求。例如，可以对电源管理器件编程，允许电路板初始化的短时间内有更大的电流，然后无缝地转换到正常的工作模式，MOSFET完全开启，并以较低的阈值监测电流，检测电路板的故障情况。
优化开关性能
电源管理器件的可编程特性支持用户实现更高的优化控制技术，而几乎没有或增加额外的成本。这样的技术实例是在两个不同的阶段对电路板上的电容充电，小电流的初始阶段和大电流的最后阶段，如图4所示。
图4两相开关的原理是开关MOSFET在VDS高电压时控制工程网版权所有，以较小电流对板上电容进行充电，然后当电容部分充电后，电流增加，MOSFET电压VDS降低。
这个复杂性的价值在于它优化了充电速率，使MOSFET的工作点更紧密地跟随该器件的SOA曲线约束(如图2中2个阶段的电流限制图)。这对先前阐述的恒流充电方案有两个好处。首先，通过充电周期切换到一个更大电流的中间，需要更短的时间使负载电容上升到工作电压；第二，这个方案只适用于MOSFET工作在更大电流的情况，当器件的VDS相对较小，功耗最小时。这使得设计人员根据所要求的性能指定更小、更便宜的MOSFET。尽管该技术是直接用可编程控制器实现热插拔，如ispPAC电源管理器件，如果是用固定功能的热插拔控制器来实现，就需要大量额外的硬件和设计投入。可编程性也使得设计人员更改控制参数更加简单，更容易使用相同的基本电路以适应于多个应用，而很少或根本不改变硬件。
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