本應(yīng)用筆記詳細介紹了創(chuàng)建負低壓熱插拔電路的三種方法，因為目前尚無用于執(zhí)行此功能的IC。兩種方法與正電壓電源配合使用，而第三種方法僅適用于負電源。

介紹

除了通常的正電壓電源陣列外，許多需要熱插拔到帶電背板的系統(tǒng)至少使用-5V或-5.2V單電源。有許多正低壓熱插拔控制器用于這些應(yīng)用;然而，負低壓控制器很少見甚至幾乎不存在。由于當正低壓熱插拔電路也在使用時，通常需要負低壓熱插拔電路，因此借助正電源電壓創(chuàng)建負電壓電路很有用。

本應(yīng)用筆記介紹了采用+5V/-5.2V雙電源實現(xiàn)熱插拔控制的兩種電路。一個采用雙芯片設(shè)計，每個通道使用單獨的控制器，而另一個則對兩個通道使用單個控制器IC。此外，還介紹了第三種單芯片設(shè)計，用于在-5.2V單電源上執(zhí)行熱插拔。所有三個電路都提供具有啟動延遲和受控浪涌電流的插入式熱插拔功能，但只有一個電路具有過載檢測和斷路器功能。

圖1所示的雙芯片解決方案允許在負電壓和正電壓通道上獨立執(zhí)行斷路器動作。圖2和圖3所示的兩個單芯片電路提供啟動浪涌電流控制，但均不提供負電壓通道的限流或斷路器功能。

雙芯片解決方案

圖1電路提供完整的熱插拔控制，包括+5V通道和-5.2V通道的限流和斷路器功能。電路采用MAX4272正極低壓控制器作為+5V通道。沒有負低壓熱插拔控制器，因此電路在-5900.5V通道使用MAX2負高壓控制器。MAX5900的正常接地連接以+5V電源為基準，產(chǎn)生的+10.2V差分電源允許MAX5900工作在-9V至-100V工作電壓范圍內(nèi)。選擇MAX5900是因為它具有-9V的低工作電源電壓。MAX4272只是眾多可以使用的正低壓控制器之一，但之所以被選中，是因為它采用8引腳封裝。

每個通道設(shè)置為過載故障關(guān)斷，電流約為 1A，并在發(fā)生故障后執(zhí)行自動重啟操作。MAX5900利用M2 MOSFET的RDS（ON）作為檢流電阻，以及 V意義跳變點為200mV。為 R 選擇 M2DS（ON）= 0.2Ω 因此允許大約 1A 的過載跳變點。有關(guān)延遲和時序信息，請參閱各個數(shù)據(jù)手冊。

圖1.在正負低壓電源上提供熱插拔控制的雙芯片方法可在兩個通道上提供過載故障檢測。

單芯片解決方案

圖2電路在兩個通道上均提供限流、熱插拔啟動控制，但僅+5V通道具有限流和斷路器功能。這種單芯片方案采用單通道雙通道MAX5904控制器控制+5V和-5.2V通道。MAX5904通常控制兩個正電壓通道;但是，如圖所示，可以使用電路控制一個正電壓通道和一個負電壓通道。選擇MAX5904是因為它具有雙通道功能，并且所需的外部元件很少。

采用以下配置，MAX5904將+5V通道視為具有完整斷路器的+10.2V電路，將-5.2V通道視為+5.2V電路。

將MAX5904的接地引腳連接至-5.2V

將 IN1 和 SENSE1 引腳接地

將IN2引腳連接至+5V

當MAX5904處于關(guān)斷模式時，兩個柵極均下拉至-5.2V。在開啟模式下，GATE2 驅(qū)動器的電壓高于 V 5.4VHNS，GATE1 驅(qū)動器比 V 高 5.4VHNS.因此，為+5V和-5.2V通道提供了正常的浪涌電流限制導(dǎo)通功能。以這種方式使用時，負電壓通道沒有斷路器動作;因此，提供了一個保險絲來保護負電源電路。

MAX5904無法識別負通道上的故障，但+5V通道上的故障將關(guān)閉兩個通道。兩個通道將在自動重試延遲時間后重新啟動。ON引腳可以引出，用于開/關(guān)功能的邏輯控制，但需要一個簡單的電平轉(zhuǎn)換器，因為MAX5904以-5.2V而不是GND為基準。

圖2.單芯片解決方案為正電源和負電源提供浪涌電流限制導(dǎo)通功能，但在-5.2V通道上沒有斷路器功能。

單通道解決方案

圖5所示的-2.3V、單通道熱插拔電路采用MAX4272正低壓熱插拔控制器提供完全啟動控制。MAX4272的GND引腳連接到-5.2V電源，IN和SENSE引腳連接到電路地。MAX4272工作在+5.2V電路中，只是電路中沒有檢測電阻，因此沒有提供過載斷路器動作。MAX4272只是幾種合適的控制器之一，因為需要相對較少的外部元件。

圖3.單芯片設(shè)計在單個負電源上提供熱插拔控制，無需斷路器功能，同時還允許調(diào)整導(dǎo)通電壓。

MAX4272的ON引腳可直接連接到電路地，-150.5V電源達到-2.2V后電路啟動4ms。或者，電路中可以包括電阻R1和R2，以將導(dǎo)通電壓設(shè)置為接近+5V。調(diào)整R1/（R1 + R2）分壓器比，使ON引腳在所需的電源導(dǎo)通電壓下比負電壓電源電壓高0.6V。

啟動時沒有內(nèi)部電流限制，因此包括CG以減緩導(dǎo)通時的柵極電壓上升速率。當內(nèi)部柵極驅(qū)動設(shè)置為約100μA時，負載電容將以以下公式描述的速率充電：

其中 C門= CG+ CGS（M1）。

由于不提供限流關(guān)斷功能，因此可能需要包括一個與-5.2V電源輸入端子串聯(lián)的保險絲，如圖2所示。

審核編輯：郭婷