發布日期：2022-10-09 點擊率：96
【導讀】通信設備和服務器中，在插入和拔出電路板和板卡進行維修或者調整容量時，系統必須能夠保持正常工作。當后級的電路板和板卡接入前級電源系統時，由于后級電路輸入端帶有大的濾波電容，那么，在上電的瞬間電容相當于短路，大的電容充電電流和負載電流一起作用，產生大的浪涌電流，同時大的浪涌電流導致高的電流和電壓變化率，對系統產生一系列的安全問題。
（1）高的電流和電壓變化率與回路的寄生電容和電感產生電流和電壓尖峰，從而產生EMI問題。
（2）電流和電壓尖峰對回路的濾波電容，半導體器件及芯片，產生過電流和過電壓沖擊，影響它們的安全和使用壽命。
（3）大的浪涌電流還會導致前級電壓的跌落，引起前級電源管理IC的復位，系統會重新起動。
（4）瞬態的大浪涌電流會導致電路中使用的保險絲熔斷，導致系統不正常的停機。
1、使用被動元件
抑制浪涌電流的本質就是要限制電路的電壓變化率di/dt、dV/dt，抑制浪涌電流使用的被動元件LC濾波器，串聯電阻和串聯NTC壓敏電阻。
（1）LC濾波器：通常在電路板的輸入電源端口都會加LC濾波器，減小輸入的干擾，滿足系統的EMI的要求，并維持電壓的穩定，電感也可以限制輸入的浪涌電流。
通常要求電感有足夠大的飽和電流，這樣在大的電流的工作條件下，電感不會飽和，才能起到濾波和抑制浪涌電流的作用。具有較高的飽和電流的電感，尺寸和重量大，成本也高。
（2） 串聯電阻：使用的電阻大，在回路會產生較大的損耗，影響系統效率；使用的電阻大小，抑制浪涌電流效果較差。
有些系統使用繼電器來控制串聯電阻，系統上電起動完成后，將串聯電阻從主回路切斷。使用繼電器增加了成本和體積，線圈兩端觸點的開閉，會產生干擾，同時也會產生振動，同時繼電器的使用壽命低。
（3） NTC壓敏電阻：NTC只有在初次起動的啟動中才能抑制浪涌電流，而在連續的開關機起動過程中，失去效果。
2、使用有源器件
抑制浪涌電流使用的主動元件有串聯SCR晶閘管和串聯功率MOSFET，SCR晶閘管過去也應用于浪涌電流抑制電路，由于它的體積大，功率損耗大，控制電路復雜，現在已經很少使用。
目前，功率MOSFET由于柵極驅動電路簡單，導通電阻小穩態功耗低，線性區工作特性可以有效抑制浪涌電流，因此廣泛應用于負載開關和熱插撥（帶電插撥）電路。
熱插拔電路就是在插入電路板的電源之間串聯功率MOSFET，通過分立元件或集成IC控制功率MOSFET的開通和關斷，實現軟啟動緩慢接入電源，控制輸入浪涌電流對負載電容充電，從而保證后級電路從正在工作的系統中插入或移除時避免了出現連接火花、干擾背板供電和電路板卡復位等問題。
這種電路還具有實現不同的電源上電排序的功能，集成的負載開關和熱插撥電路同時還有電源管理的一些功能。
通訊系統中+12V熱插撥系統，如果使用P溝道功率MOSFET，放在高端直接驅動。如果使用N溝道功率MOSFET，放在高端必須使用浮驅或自舉驅動（很少使用變壓器驅動）。雖然N溝道功率MOSFET放在低端可以直接驅動，這樣會導致輸入地、輸出地的隔斷，產生不共地問題，因此很少使用。P溝道功率MOSFET的成本高、導通電阻大，通訊系統中現在使用也越來越少。
圖1：正輸入電壓熱插撥
通訊系統中+48V熱插撥系統，現在也是使用N溝道功率MOSFET，放在高端使用浮驅或自舉驅動。而-48V的熱插撥系統，使用N溝道功率MOSFET，可以放在低端直接驅動。
圖2：負輸入電壓熱插撥
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