智能負載切換有助于實現可靠的熱插拔系統
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浪涌電流控制
避免突然開啟MOSFET所帶來問題的一個常用技術是柵極電壓逐漸上升，以足夠慢的速率使負載電容的電壓跟蹤最小VGS電壓。這確保了工作點將保持在低電流區域，接近SOA圖的底部。通過適當選擇C2的值，可以很容易地用圖1的電路實現這個策略。
雖然這種方案實現是比較簡單的，在上述方案中的斜坡上升率必須有大的裕度，以適應MOSFET和電源總線負載電容的變化。對于小電流至中等電流的應用，指定一個稍大的MOSFET可能不是一筆很大的額外費用，也許可以通過簡化的控制成本來進行調整。在其他情況下，必須對板上的大電容進行充電，這種做法可能會導致很大的時間延遲，這是指當一個模塊插入到更大的系統時控制工程網版權所有，以及當它準備開始運作時之間的時間。
采用電流檢測硬件，使用負反饋控制，就有可能保持恒定電流通過SOA。通過提供精確的漏電流調節，MOSFET的開關軌跡(圖2，簡單的電流限制)可以設定為更大的電流，要比在開環方式下前一種單純的增加柵極電壓情況更加謹慎。因為出于診斷目的常常需要監測電流，電流檢測硬件可能已經用于現有的設計，在這種情況下只需要增加控制邏輯。
圖3周期性的遲滯電流限制允許MOSFET電流增加到一個可允許的最大值，然后再降低回稍
低的水平。這種技術提供了線性電流控制的許多優點，同時避免了許多潛在的穩定性問題。然而，可靠地實現線性電流模式控制可能會非常棘手CONTROL ENGINEERING China版權所有，可能有不穩定和不受控制的振蕩情況。另一種方法是使用一個遲滯控制電路(圖3)，其中MOSFET電流保持在更低和更高的閾值之間。在遲滯控制方案中，MOSFET柵極電壓斜坡上升直到漏電流達到預先設定的上限值。在這一點上，柵極電壓下降直到漏電流低于預定的低閾值。然后重復這一過程，漏極電流在兩個閾值之間變化。
雖然遲滯控制可用少量分立元件來實現，也可以只用ispPAC可編程電源管理實現，如圖1中的電路。電源管理器件的每個電壓監控引腳都支持有獨立的可編程高壓和低壓閾值的雙比較器功能。針對MOSFET的柵極電壓和相應的漏極電流，編程這個器件的FET驅動器輸出至較大的電流，提供了更快的速度，但仍控制了上升時間。用可編程器件來管理電流控制過程的另一個好處是它很簡單，充分整合熱插拔控制邏輯且能滿足電路板所需的正常工作要求。例如，可以對電源管理器件編程，允許電路板初始化的短時間內有更大的電流，然后無縫地轉換到正常的工作模式，MOSFET完全開啟，并以較低的閾值監測電流，檢測電路板的故障情況。
優化開關性能
電源管理器件的可編程特性支持用戶實現更高的優化控制技術，而幾乎沒有或增加額外的成本。這樣的技術實例是在兩個不同的階段對電路板上的電容充電，小電流的初始階段和大電流的最后階段，如圖4所示。
圖4兩相開關的原理是開關MOSFET在VDS高電壓時控制工程網版權所有，以較小電流對板上電容進行充電，然后當電容部分充電后，電流增加，MOSFET電壓VDS降低。
這個復雜性的價值在于它優化了充電速率，使MOSFET的工作點更緊密地跟隨該器件的SOA曲線約束(如圖2中2個階段的電流限制圖)。這對先前闡述的恒流充電方案有兩個好處。首先，通過充電周期切換到一個更大電流的中間，需要更短的時間使負載電容上升到工作電壓；第二，這個方案只適用于MOSFET工作在更大電流的情況，當器件的VDS相對較小，功耗最小時。這使得設計人員根據所要求的性能指定更小、更便宜的MOSFET。盡管該技術是直接用可編程控制器實現熱插拔，如ispPAC電源管理器件，如果是用固定功能的熱插拔控制器來實現，就需要大量額外的硬件和設計投入。可編程性也使得設計人員更改控制參數更加簡單，更容易使用相同的基本電路以適應于多個應用，而很少或根本不改變硬件。
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