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(多图) 热插拔控制器在直流升压电路中的设计应用

/?? 2014年06月25日 ?? 收藏0
设计了一种利用热插拔保护控制芯片,实现直流升压电路的输出过流、短路保护。分析了直流升压电路以及热插拔保护电路的工作原理及实现方式,详细介绍了电路及参数设计、选择过程,以及实际工作开关波形,并给出了设计实例。实验证明,利用热插拔保护控制芯片,有效地避免了常规直流升压电路在输出过流短路时的固有缺陷,提高了电源使用的可靠性。

热插拔保护电路通常用于服务器、网络交换机、以及其他形式的通信基础设施等高可用性系统。这种系统通常需要在带电状态下替换发生故障的电路板或模块,而系统照样维持正常运转,这个过程称为热插拔(Hot Swapping)。本文将阐述热插拔控制器的另一种用法,利用热插拔保护电路具有的过流和短路保护功能,解决开关直流升压电路的输出端保护问题。

1 开关直流升压电路的基本原理

开关直流升压电路(The Boost Converter或者Step-up Converter),是一种开关直流升压电路。输出电压高于输入电压,输出电压极性不变,基本电路图如图1所示。

图1 The Boost Converter
图1 The Boost Converter

开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。

输出过流时,电路会采样开关管的峰值电流,减小占空比,导致输出电压下降。当输出电压降到输入电压时,过流保护不再受控,保护失效。另外输出过流点还会随着输入电压升高而变大。当输出短路时,输入电源会通过电感、升压二极管形成短路回路,导致电源故障。BOOST电路还有一个缺陷是不方便控制关闭输出,当控制芯片关闭,开关管截止时,输出仍然有电压,不像BUCK电路,很方便的将输出电压降到0 V。

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热插拔控制? 直流升压电路? MOSFET?

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