基于TPS2301的热插拔电路设计

摘要：简要介绍了快速热插拔器件TPS230l的主要特点，给出了一种TPS230l的热插拔控制电路的设计方法，同时就设计要点进行了详细的分析。
关键词：热插拔；；MOSFET；电流感应电阻

O 引言
随着现代通信网络的快速发展，一般都会要求在整个使用周期内具有接近零的停机率，因此，在更换和维护故障电路时，通常都希望在不影响系统工作的情况下带电插拔操作。当一块插件板插入工作背板或者从工作背板拔出时，插件板上附加电容的充放电往往会给工作背板提供一个低阻抗，此时背板到插件板的高涌入电流就可能会烧毁连接器和电路元件，或者暂时将整个工作电压拉低而导致系统重启。
所谓热插拔(Hot Swap)，就是允许用户在不关闭系统或不切断的情况下取出和更换损坏的部件，从而提高系统对灾难的及时恢复能力、增强扩展性和灵活性。热插拔过程一般可分为三个步骤：一是物理连接过程，分插入和拔出两种情况；二是硬件连接过程，主要指的是与系统相连的硬件层的电气连接；三是软件连接过程，主要指的是与系统相连的软件层的连接。
本文所讨论的热插拔主要是利用芯片来针对硬件的热插拔控制，即在带电状态下可以安全地插拔电路板。

1 简介
TPS2301是TI公司生产的一款使用外部N-通道MOSFET作为控制主开关来进行快速热插拔的双通道器件。该器件中的INl通道允许的输入电压为3～13 V；IN2通道允许的输入电压为3～5．5 V。TPS2301芯片同时具有过流保护、浪涌电流限制、输出状态指示等功能，另外该芯片还具有5μA维持电流、20管脚TSSOP封装、-40～85℃工作温度范围、以及具有静电保护等特点。

2 系统电路
本文所介绍的热插拔控制电路系统框图如图1所示。由图1可见，本系统主要包括三个主要器件，即用作电源控制主开关的N通道MOSFET、测量电流的检测电阻以及热插拔控制器。

3 设计要点
本设计使用TPS2301的INl通道来进行分析。假定设计的输入电压为12 V，后端负载功率为100 W。下面介绍其设计要点。