电信热插拔参考设计有效解决输入瞬间过压及掉电问题.

电信热插拔参考设计有效解决输入瞬间过压及掉电问题

概述典型的电信系统必须能够满负荷工作在-36V至-72V两个电压源，另外还必须提供雷电感应、高压脉冲以及输入电压在几毫秒内跌落到0V情况下的保护措施。可插拔线卡通常包含一个从高压到低压的DC-DC转换器，该转换器带有热插拔保护电路。当线卡带电插入一个背板时，该电路可以限制浪涌电流，使其略高于满负荷电流。板上滤波电容充满电后，热插拔电路还必须提供一个电源就绪信号(/PGOOD)，以开启后续的DC-DC转换器。本文详细介绍了对热

概述

典型的电信系统必须能够满负荷工作在-36V至-72V两个电压源，另外还必须提供雷电感应、高压脉冲以及输入电压在几毫秒内跌落到0V情况下的保护措施。可插拔线卡通常包含一个从高压到低压的DC-DC转换器，该转换器带有热插拔保护电路。当线卡带电插入一个背板时，该电路可以限制浪涌电流，使其略高于满负荷电流。板上滤波电容充满电后，热插拔电路还必须提供一个电源就绪信号(/PGOOD)，以开启后续的DC-DC转换器。本文详细介绍了对热插拔电路的要求。大部分要求与AdvancedTCA® (ATCA®)一级热插拔电路相同。

典型电信系统要求

输入电压范围：-43V至-72V

输入采用双二极管“或”逻辑

-32V至-36V关闭(二极管之前的电源)

80W (最大)输入功率，CLOAD = 680µF

耐压-150V，1ms过压脉冲¹

掉电支持，0V，从-43V输入电压开始16ms的瞬时掉电；在此期间/PGOOD必须保持低电平

43V启动时，浪涌电流≤ 1.5倍满负荷电流

参考设计特性和考虑

欠压闭锁(UVLO)上升门限可以设置到~43V，过压闭锁(OVLO)上升门限可以设置到≥ 72V。

安装在输入端的两个100V肖特基二极管实现两个独立电源的“或”逻辑。

UVLO下降门限可以设置到~32V，必须满足电信系统规范第6项，电压降低UVLO 下降门限时，/PGOOD保持有效，系统保持正常工作。

VIN = 43V时PIN= 80W，输入电流为1.86A。

对于U1、C3、C4和Q2，70V TVS二极管能够将输入电压钳位在一个安全电平。这个二极管可以直接跨接在输入端，或MAX5921热插拔控制器的VDD–VEE引脚，并且串联一个5Ω电阻与VIN隔离。

从43V到32V跌落的16ms时间内，储能电容(C3)存储足够的能量支持80W负载的供电。该电容通过一个电阻充电，以限制充电电流，使其保持在电信系统规范第7项中规定的输入浪涌电流的一小部分。放电期间，肖特基二极管旁路这个充电限流电阻。

断路器最低触发门限可选，容许在43V时设置为2.8A，150%启动浪涌电流，电压低至32V时，保持2.5A满负荷工作。

电信热插拔参考设计

电信热插拔参考设计采用MAX5921热插拔控制器，如图1所示。

图1. MAX5921电信参考设计原理图

启动特性

ULVO上升电压门限由分压电阻² (R1+R2):R3设置为：

虽然输入UVLO上升开启门限由分压比(R1+R2):R3设定，输入UVLO下降关闭门限由分压比R2:R3设定。因为启动期间，一旦产生输出电压，Q2会短接至R1。

输入电压缓慢上升到UVLO升压门限时，会产生图2所示波形。这种情况发生在：

VIN - VS1 = VIN - VEE + VF(D1) ≈ 42.4V

栅极电压升至中间值，控制输出电压的摆率为 2.2V/ms，以此限制输出电容(C4)的充电电流。输入电流(IC4+ IC3)峰值为1.75A。当VOUT达到它的最终值，输入电流降至充电电流(IC3)。

图2. VIN上升时的导通特性

通过选择C2可以控制启动时的输入浪涌电流。

由此，浪涌电流限制在≤ 1.5倍的启动电流(43V输入时，1.86A)。较小的C2会增大浪涌电流。比如，如果C2 = 12nF，IINRUSH = 2.55A，接近所要求的

2.8A。图2所示为输入浪涌电流。