通用双热交换控制器允许带电底板插入

作者：时间：2006-05-07来源：网络收藏

引言

当把电路板插入带电底板时，由于板上旁路电容充电而从底板电源总线吸入大的瞬态电流。瞬态电流可毁坏电容器、连接器引脚、板迹线以及系统电源，导致系统中其他板复位。新的双通道LTC1645热交换控制器是设计用于控制电路板电源电压，防止系统电源上假信号和对板的毁坏。

LTC1645的两个通道可分别设置为上升或下降方式，或同时编程为上升方式，确保两个输上的电源跟踪。用外部N-沟通路晶体管，电源电压可随可编程速率跃变。两个高端开关驱动器控制外部N沟道FET栅极，电源电压范围1.2V～12V。可编程电子电路断路器防止输出短路。LTC1645可用14引脚和18引脚SO封装。14引脚型器件提供额外的系统复位信号和第二“备用”比较器（用于板电源电压降到低于用户可编程电平时的指示）。它也含指示过流条件的失效信号和定时器引脚（在升高电源电压和去除系统复位信号之前产生延迟）。

典型的热交换应用

图1为LTC1645典型的热交换应用电路。Q1和Q2控制板上电源，和提供电流失效检测，R1和R2防止高频振荡。当板连接时，在通路晶体管栅极上以某一控制速率升高和降低电压，从而把从底板电源吸入的瞬态电涌电流（I=C·dv/dt）限制在安全数值内。

图2示出板定时。当电源首先加到芯片上时，FET栅极（GATE1和GATE2引脚）变低态。一旦ON引脚在时间点1上升，则LTC1645在允许GATE引脚电压上升之前必须完成一个定时周期。这使连接器引脚能结束抖动并且做到稳固连接。令延迟定时周期t=(1.23V·)/2μA，用2μA电流源充电到1.23V。在该例中，欠压锁定电路使TIMER引脚放电并防止两个通道在Vcc12.23V或Vcc21.12V时通导（时间点2）。在时间点4，完成定时周期和GATE引脚被内部10μA电流源上拉，GATE1上的电压开始按10μA/C1斜率上升、GATE2上的电压按10μA/C2斜率上升。电源电压跟踪相应的栅极电压减去外部FET阈值电压。每个电源的斜波时间是：（Vccn·Cn）/10μA。

电压监控器和备用比较器

LTC1645 14引脚型器件为监控输入或输出电压电平提供两个精密比较器。两个比较器都有一个1.238V基准做为负输入并且有漏极开路输出（这需要一个外部上拉电阻产生逻辑高态）。备用比较器监控COMP+，只要COMP+引脚高过1.238V就释放COMPOUT。FB比较器在FB引脚上升到高于1.238V(图2中时间点5和6)之后一个定时周期释放RESET并包含一个假信号滤波器以防止FB引脚上短负瞬态信号期间系统复位。对于大瞬态信号（大于150mV）滤波时间是20μs，对于小的10μA瞬态为100μs。

在图1中，引脚连接到FB引脚，这样直到输出电源在一个定时周期保持高于其可编程电压时才释放。

电子电路断路器

LTC1645含有电子电路断路器功能，可防止短路或过大输出电流。用电源输入和感测引脚之间的感测电阻来监控每个电源的负载电流。在感测电阻器上的电压超过50mV的时间在1.5μs以上时电路断路器就释放。当任一通道的电路断路器断开时，两个GATE引脚立即拉到地电平而外部FET快速关闭（图2，时间点7）。当ON引脚周期关、开时（时间点8），电路断路器复位并开始另一个定时周期。假若不需要电路断路器功能，则 SENSE引脚短路接到相应Vcc引脚。

ON引脚

ON引脚具有控制GATEn引脚上斜波上升或下降的多个阈值。若ON引脚电压低于0.4V，则GATE1和GATE2位即拉到地电平。在电压处于0.4V到0.8V之间时，GATE1和GATE2用40μA电流拉到地电平。在0.8V和2V之间，GATE1在一个定时周期之后用10μA上拉导通，但GATE2仍用40μA电流拉到地电平。当电压超过2V时，GATE1和GATE2在电压超过0.8V之后一个定时周期内用10μA上拉到导通。

电源跟踪和时序

某些应用要求两个电源电压之间的差值不能超过某一值。此要求适合加电和掉电期间以及稳态工作期间。在双电源ASIC中为防止闭锁往往需要这样做。另外一些系统要求一个电源在另一电源之后加电，例如，一个系统时钟需要在逻辑单元之前开始。一般双电源或底板的连接可在任选速率下加电，这取决于负载电流、电容器大小、软启动速率等等。传统解决方案很麻烦，需要复杂电路来满足所必须的要求。

LTC1645为电源跟踪和时序要求提供简单的解决方案，可保证电源跟踪和时序指标。图3示出 LTC1645和一起上升或下降的应用电路。ON引脚必须达到0.8V使GATE1导通，使和直线上升。备用比较器把ON引脚拉到低态直到高于2.3V为止，而ON引脚在高于3V之前不能达到0.8V。因而，两个输入电源在一个定时周期开始之前必须处在稳定范围内。在定时周期结束时，输出电压一起直线上升。假若检测到任一输入电源不在稳定范围内或有过流条件， Q1和Q2栅极一起变为低态。

加电时，和一起直线上升。在电源下降时，LTC1645同时关断Q1和Q2。电荷保存在和上，输出电荷将依赖于负载变化。D1和D2在1V左右（每个0.5V左右）导通，确保决不会超过 1.2V以上，D3保证将不会大于 0.4V以上。为防止在输入端发生过压情况，只有这些二极管能通导电流时才发生电源下降事件，因此，只有或放电。在输入过压条件下导致过大的电流流过，在此情况下，电路断路器将断路（假若适当地设置电流限值电平）。