將板卡插入一個(gè)帶電系統(tǒng)時(shí),需要嚴(yán)格控制浪涌電流以避免造成電路損壞/系統(tǒng)故障。本應(yīng)用提供了一個(gè)簡(jiǎn)單易用的電路,滿足這些系統(tǒng)的需求,并可復(fù)位系統(tǒng)、對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
非常靈活的系統(tǒng)故障保護(hù)電路設(shè)計(jì)方案
發(fā)布時(shí)間:2017-01-17 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】許多系統(tǒng)必須能夠自動(dòng)斷開正在運(yùn)行的電路的電源,此類系統(tǒng)包括雷達(dá)及X射線系統(tǒng)的高壓電源的熱關(guān)斷,關(guān)斷控制能夠限制上電及熱插拔期間的浪涌電流,確保板卡在上電之前處于就緒狀態(tài)。總之,發(fā)生任何系統(tǒng)故障時(shí)電源都應(yīng)保持關(guān)閉。
將板卡插入一個(gè)帶電系統(tǒng)時(shí),需要嚴(yán)格控制浪涌電流以避免造成電路損壞/系統(tǒng)故障。本應(yīng)用提供了一個(gè)簡(jiǎn)單易用的電路,滿足這些系統(tǒng)的需求,并可復(fù)位系統(tǒng)、對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
圖1提供了一個(gè)靈活的應(yīng)用電路,該電路可以限制電流或斷開電源以響應(yīng)用戶命令或其它故障指示信號(hào),具有手動(dòng)復(fù)位(MR)、熱保護(hù)及互鎖開關(guān)輸入等功能。
圖1. 該電路提供通用的過流和熱保護(hù)
例如,U1為斷路開關(guān)IC,設(shè)計(jì)用于在熱插拔中提供保護(hù);它既可以放置在背板側(cè)/主板側(cè),也可以在插卡側(cè)/背板連接器的遠(yuǎn)端,在主電源保持供電的情況下,如果板卡插入機(jī)架或主機(jī)能夠避免上電故障。
可能出現(xiàn)的故障主要有兩種,卡或遠(yuǎn)端設(shè)備提供了一個(gè)對(duì)地的低阻通路,從而拉低主機(jī)電源;或者是板卡只有部分連接到連接器,從而產(chǎn)生大量的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。U1通過在可編程啟動(dòng)周期內(nèi)調(diào)節(jié)浪涌電流可以阻止第一種故障的發(fā)生,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定。正常工作時(shí),兩個(gè)內(nèi)部比較器提供短路和過流保護(hù)(雙速/雙電平處理)。第二種故障可以通過檢測(cè)U1的輸出電流(ON)流過卡的外沿的兩個(gè)引腳進(jìn)行處理(圖2)。
圖2. IC (MAX4370)通過檢測(cè)卡的外沿引腳的流通電流確保PC板卡連接到背板(a)或主機(jī)(b)
內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生外部n溝道MOSFET電源開關(guān)(Q1)柵極驅(qū)動(dòng)器所需的電源。發(fā)生故障時(shí),U1鎖存Q1的關(guān)斷狀態(tài),直到外部復(fù)位信號(hào)清除??梢栽赨1的漏極開路輸出引腳(STAT)連接一個(gè)LED (或其它故障指示器,如音頻報(bào)警器),用于指示故障狀況。檢測(cè)到故障后,可以將ON引腳至少拉低20µs,以復(fù)位U1。
開關(guān)去抖器(U2)的輸入具有±15kV ESD保護(hù)和±25V電路故障保護(hù),其輸入(如圖中的常閉按扭開關(guān)所示)可以清除U1的閉鎖狀態(tài)或提供手動(dòng)復(fù)位,內(nèi)部上拉到VCC省去了外部上拉電阻??梢岳脙?nèi)部互鎖或SPST開關(guān)取代按鈕,提供一個(gè)斷電信號(hào),可以在板卡插拔時(shí)關(guān)閉部分電路。由于U2采用推挽式輸出,不能直接與連接到U1 ON引腳的其它信號(hào)采用“邏輯或”連接,因此增加了Q2,以實(shí)現(xiàn)“邏輯或”連接。
溫度開關(guān)(U3)增添了熱保護(hù)功能,其漏極開路輸出可以直接與連接到U1 ON引腳的其它信號(hào)“線或”連接,也可以分別控制微處理器。利用其TO220封裝,U3可以安裝到散熱片上,也可以選擇表面貼封裝(SOT23),靠近已知熱源(如:R1、Q1或主負(fù)載)安裝。本電路中,發(fā)生溫度報(bào)警時(shí),U3產(chǎn)生斷電信號(hào),從而保護(hù)電路。低功耗線性穩(wěn)壓器(U4)為低壓器件U2和U3提供5V電源,但U4并非為負(fù)載供電的系統(tǒng)電源。
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