通用雙熱交換控制器允許帶電底板插入

引 言

當把電路板插入帶電底板時，由于板上旁路電容充電而從底板電源總線吸入大的瞬態電流。瞬態電流可毀壞電容器、連接器引腳、板跡線以及系統電源，導致系統中其他板復位。新的雙通道LTC1645熱交換控制器是設計用于控制電路板電源電壓，防止系統電源上假信號和對板的毀壞。

LTC1645的兩個通道可分別設置為上升或下降方式，或同時編程為上升方式，確保兩個輸上的電源跟蹤。用外部N-溝通路晶體管，電源電壓可隨可編程速率躍變。兩個高端開關驅動器控制外部N溝道FET柵極，電源電壓范圍1.2V～12V?？删幊屉娮与娐窋嗦菲鞣乐馆敵龆搪贰TC1645可用14引腳和18引腳SO封裝。14引腳型器件提供額外的系統復位信號和第二“備用”比較器（用于板電源電壓降到低于用戶可編程電平時的指示）。它也含指示過流條件的失效信號和定時器引腳（在升高電源電壓和去除系統復位信號之前產生延遲）。

典型的熱交換應用

圖1為LTC1645典型的熱交換應用電路。Q1和Q2控制板上電源，和提供電流失效檢測，R1和R2防止高頻振蕩。當板連接時，在通路晶體管柵極上以某一控制速率升高和降低電壓，從而把從底板電源吸入的瞬態電涌電流（I=C·dv/dt）限制在安全數值內。

圖2示出板定時。當電源首先加到芯片上時，FET柵極（GATE1和GATE2引腳）變低態。一旦ON引腳在時間點1上升，則LTC1645在允許GATE引腳電壓上升之前必須完成一個定時周期。這使連接器引腳能結束抖動并且做到穩固連接。令延遲定時周期t=(1.23V·)/2μA，用2μA電流源充電到1.23V。在該例中，欠壓鎖定電路使TIMER引腳放電并防止兩個通道在Vcc12.23V或Vcc21.12V時通導（時間點2）。在時間點4，完成定時周期和GATE引腳被內部10μA電流源上拉，GATE1上的電壓開始按10μA/C1斜率上升、GATE2上的電壓按10μA/C2斜率上升。電源電壓跟蹤相應的柵極電壓減去外部FET閾值電壓。每個電源的斜波時間是：（Vccn·Cn）/10μA。

電壓監控器和備用比較器

LTC1645 14引腳型器件為監控輸入或輸出電壓電平提供兩個精密比較器。兩個比較器都有一個1.238V基準做為負輸入并且有漏極開路輸出（這需要一個外部上拉電阻產生邏輯高態）。備用比較器監控COMP+，只要COMP+引腳高過1.238V就釋放COMPOUT。FB比較器在FB引腳上升到高于1.238V(圖2中時間點5和6)之后一個定時周期釋放RESET并包含一個假信號濾波器以防止FB引腳上短負瞬態信號期間系統復位。對于大瞬態信號（大于150mV）濾波時間是20μs，對于小的10μA瞬態為100μs。

在圖1中，引腳連接到FB引腳，這樣直到輸出電源在一個定時周期保持高于其可編程電壓時才釋放。

電子電路斷路器

LTC1645含有電子電路斷路器功能，可防止短路或過大輸出電流。用電源輸入和感測引腳之間的感測電阻來監控每個電源的負載電流。在感測電阻器上的電壓超過50mV的時間在1.5μs以上時電路斷路器就釋放。當任一通道的電路斷路器斷開時，兩個GATE引腳立即拉到地電平而外部FET快速關閉（圖2，時間點7）。當ON引腳周期關、開時（時間點8），電路斷路器復位并開始另一個定時周期。假若不需要電路斷路器功能，則 SENSE引腳短路接到相應Vcc引腳。

ON引腳

ON引腳具有控制GATEn引腳上斜波上升或下降的多個閾值。若ON引腳電壓低于0.4V，則GATE1和GATE2位即拉到地電平。在電壓處于0.4V到0.8V之間時，GATE1和GATE2用40μA電流拉到地電平。在0.8V和2V之間，GATE1在一個定時周期之后用10μA上拉導通，但GATE2仍用40μA電流拉到地電平。當電壓超過2V時，GATE1和GATE2在電壓超過0.8V之后一個定時周期內用10μA上拉到導通。

電源跟蹤和時序

某些應用要求兩個電源電壓之間的差值不能超過某一值。此要求適合加電和掉電期間以及穩態工作期間。在雙電源ASIC中為防止閉鎖往往需要這樣做。另外一些系統要求一個電源在另一電源之后加電，例如，一個系統時鐘需要在邏輯單元之前開始。一般雙電源或底板的連接可在任選速率下加電，這取決于負載電流、電容器大小、軟啟動速率等等。傳統解決方案很麻煩，需要復雜電路來滿足所必須的要求。

LTC1645為電源跟蹤和時序要求提供簡單的解決方案，可保證電源跟蹤和時序指標。圖3示出 LTC1645和一起上升或下降的應用電路。ON引腳必須達到0.8V使GATE1導通，使和直線上升。備用比較器把ON引腳拉到低態直到高于2.3V為止，而ON引腳在高于3V之前不能達到0.8V。因而，兩個輸入電源在一個定時周期開始之前必須處在穩定范圍內。在定時周期結束時，輸出電壓一起直線上升。假若檢測到任一輸入電源不在穩定范圍內或有過流條件， Q1和Q2柵極一起變為低態。

加電時，和一起直線上升。在電源下降時，LTC1645同時關斷Q1和Q2。電荷保存在和上，輸出電荷將依賴于負載變化。D1和D2在1V左右（每個0.5V左右）導通，確保決不會超過 1.2V以上，D3保證將不會大于 0.4V以上。為防止在輸入端發生過壓情況，只有這些二極管能通導電流時才發生電源下降事件，因此，只有或放電。在輸入過壓條件下導致過大的電流流過，在此情況下，電路斷路器將斷路（假若適當地設置電流限值電平）。

結 語

設計一個傳統的熱插入系統需要有經驗的模擬設計人員做很大的努力。為了減少設計工作，一個容易的方法是用LTC1645，它可提供電荷泵柵極驅動器，用戶可編程延遲，電壓電平監控和其他特性。用LTC1645，容易設計可靠的熱交換系統。