[分享] 干货 两种常见热插拔浪涌电流控制方案科普

作者：柚子

在平时的设计研发工作中，工程师们常常会用到热插拔浪涌电流控制电路，来进行滤波和充电电流限制。而针对设计要求，合理选择热插拔浪涌电路的控制方案，也是非常重要的。在今天的文章中，我们将会为刚刚开始从事电源设计工作的新人工程师们，科普两种常见的热插拔浪涌电流控制方案，大家一起来看看吧。

交错引脚法

交错引脚法是目前最常用到的热插拔浪涌电流控制技术之一，有的工程师也习惯性的将其称为“预充电引脚法”。可以说，这种方法是最基本的热插拔浪涌电流控制方案，从物理结构上引入一长、一短两组交错电源引脚，在长电源引脚上串联了一个预充电电阻，以此起到控制作用。当板卡插入背板时，长电源引脚首先接触到电源，通过预充电电阻为插入板卡负载电容充电，并进行滤波和充电电流限制，板卡将要完全插入时，短电源引脚接入电源，从而旁路连接在长电源引脚的预充电电阻，为插入板卡供电提供一个低阻通道，信号引脚在插入板卡的最后时刻接入。板卡从背板拔出时，控制过程正好相反，长电源引脚最后与背板分离，通过预充电电阻为板卡负载电容放电。

然而，这种最基础的热插拔浪涌电流控制方法，也同样具有较大的弊端。在实际的应用过程中，交错引脚法不能控制负载电容的充电速率，除此之外，预充电电阻的选择必须权衡预充电流和浪涌电流，如果电阻选择不合理，会影响系统工作。交错引脚方案需要一个特殊的连接器，这将会给选型设计带来一定的困难。

热敏电阻法

接下来要为大家介绍的第二种常用到的热插拔浪涌电流控制方案，是热敏电阻法。顾名思义，所谓的热敏电阻法指的是采用一个负温度系数（NTC）热敏电阻配合一个外部MOSFET使用，其工作原理是NTC热敏电阻置于功率MOSFET尽可能近，热敏电阻上的温度与功率MOSFET外壳的温度直接成正比，控制MOSFET栅极电压控制器的开关门限输入电平与热敏电阻上的温度成反比。当板卡在背板上进行热插拔时，MOSFET在瞬时浪涌电流的作用下温度升高，NTC热敏电阻上的温度随着升高，栅极电压控制器开关门限电平下降，来达到对板卡热插拔时浪涌电流控制。

在采用热敏电阻法进行热插拔浪涌电流控制的电路设计时，有一个非常关键的问题需要各位工程师们进行注意，那就是当板卡连续反复插拔时，电路中的热敏电阻可能没有足够的冷却时间，从而在随后的热插拔事件中不能有效限制浪涌电流。同时需要考虑NTC热敏电阻的反作用时间引起的长期可靠性问题，板卡环境温度及热敏电阻自身因素对可靠性设计带来的问题。