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48V电源缓启动原理2012年02月17日星期五1551现在大多数电子系统都要支持热插拔功能,所谓热插拔,也就是在系统正常工作时,带电对系统的某个单元进行插拔操作,且不对系统产生任何影响。
热插拔对系统的影响主要有两方面:其一,热插拔时,连接器的机械触点在接触瞬间会出现弹跳,引起电源振荡,如下图所示:
这个振荡过程会引起系统电源跌落,引起误码,或系统重启,也可能会引起连接器打火,引发火灾。
解决的办法就是延迟连接器的通电时间,在连接器抖动的那十几毫秒内t1至t2不给连接器通电,等插入稳定后t2后再通电,即防抖动延时。
其二,热插拔时,由于系统大容量储能电容的充电效应,系统中会出现很大的冲击电流,大家都知道,电容在充电时,电流呈指数趋势下降左下图,所以在刚开始充电的时候,其冲击电流是非常大的。
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此冲击电流可能会烧毁设备电源保险管,所以在热插拔时必须对冲击电流进行控制,使其按理想的趋势变化,如右上图所示,图中0t1为电源缓启动时间。
综上所述,缓启动电路主要的作用是实现两项功能:1防抖动延时上电;2控制输入电流的上升斜率和幅值。
缓启动电路有两种类型:电压斜率型和电流斜率型。电压斜率型缓启动电路结构简单,但是其输出电流的变化受负载阻抗的影响较大,而电流斜率型缓启动电路的输出电流变化不受负载影响,但是电路结构复杂。
下面重点介绍电压型缓启动电路。设计中通常使用MOS管来设计缓启动电路的。MOS管有导通
阻抗Rds低和驱动简单的特点,在周围加上少量元器件就可以构成缓慢启动电路。通常情况下,在正电源中用PMOS,在负电源中使用NMOS。
下图是用NMOS搭建的一个48V电源缓启动电路,我们来分析
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下缓启动电路的工作原理。
1D1是嵌位二极管,防止输入电压过大损坏后级电路;2R2和C1的作用是实现防抖动延时功能,实际应用中R2一般选20K欧姆,C1选47uF左右;3R1的作用是给C1提供一个快速放电通道,要求R1的分压值大于D3的稳压值,实际应用中,R1一般选10K左右;4R3和C2用来控制上电电流的上升斜率,实际应用中,R3一般选200K欧姆左右,C2取值为10
F100
F;5R4和R5的作用是防止MOS管自激振荡,要求R4、R5ltltR3,R4取值一般为10~50欧姆之间,R5一般为2K欧姆;6嵌位二极管D3的作用是保护MOS管Q1的栅源极不被高压击穿;D2的作用是在MOS管导通后对R2、C1构成的防抖动延时电路和R3、C2构成的上电斜率控制电路进行隔离,防止MOSr