787A演示電路：AdvancedTCA熱插拔控制器LTC4252C-1和LTC4252C-2快速入門

作為電子工程師，在設計電路時，熱插拔控制器是一個關鍵組件。今天我們來深入了解一下演示電路787A中的AdvancedTCA熱插拔控制器LTC4252C - 1和LTC4252C - 2。

文件下載：DC787A-A.pdf

電路概述

演示電路DC787A - A和DC787A - B展示了LTC4252C - 1和LTC4252C - 2熱插拔控制器在AdvancedTCA應用中的使用。DC787A - A使用LTC4252C - 1，在過流故障條件下會鎖斷；而DC787A - B使用LTC4252C - 2，具有自動重試功能。

電路板上集成了連接檢測電路、零伏瞬態(tài)儲能電容管理、用于驅動1mA輸入48V模塊的光隔離器、輸入鉗位和緩沖電路、用于ORing二極管的熱布局、輸入和返回保險絲、用于指示各種電壓和信號的LED燈，還遵循高壓布局規(guī)則并印有便于集成到工作系統(tǒng)的命名。

電路板上有一條明顯的分界線，將 - 48V高壓參考電位與返回電位分開。ORing二極管周圍的熱布局無需連接器質量、氣流或散熱片就能實現(xiàn)充分冷卻。93mil的炮塔孔可容納最大12號的電線，便于現(xiàn)場測試。

性能參數(shù)

電路板布局

頂層布局

頂層包含核心熱插拔控制器及相關組件，還有保險絲和LED燈。此外，“B”側ORing二極管和所有連接炮塔也在頂層。大的炮塔可以移除，以便安裝12號或更小的電線，且所有炮塔都未進行鍛造。

底層布局

底層包含ATCA特定組件（連接檢測和零伏瞬態(tài)儲能電容電路）和LED限流電阻?！癆”側ORing二極管、LTC4252C電源旁路電容和零歐姆跳線R2也在底層。

ORing二極管熱性能

ORing二極管預計承載約5A的滿負荷，正向壓降為600mV時，每個二極管的功耗為3W。由于兩個ORing二極管一次只有一個導通，它們共享相同的熱布局（至少在引腳排列允許的范圍內）。D1和D2在焊片（陰極）處夾在一起，而D10和D11只能共享陽極引腳。因此，D1和D2的熱效率更高，在滿功率下工作溫度比D10和D11低約10°C。

在實際應用中，氣流、散熱片、連接器以及多個電源和接地層的可用性會主導布局的配置和熱效率。根據(jù)Diodes公司的說法，將焊片溫度控制在約90°C是非常保守的。在DC787A的情況下，當電路板平放在工作臺上且沒有氣流時，D10或D11的焊片溫度會達到90°C，而D1和D2由于連接的焊片和擴展的返回金屬，溫度低10°C。

電路特點

DC787A在所有條件下至少提供5.5A的電流，這意味著在低至36.4V的電壓下可消耗200W的功率。欠壓鎖定設置盡可能低，接近32V的ATCA最低限制，以最大限度地從零伏瞬態(tài)儲能電容中提取能量。因此，電路在低于200W可用電壓時仍能繼續(xù)供電。如果連接一個恒定功率負載并逐漸降低輸入電壓，LTC4252C斷路器可能會在UV引腳切斷電源之前跳閘，這種情況可以通過將UV引腳脈沖置低或對電路進行電源循環(huán)來重置。

保險絲額定值設置為返回端10A，輸入端7A。ENABLE引腳上的電流限制和電壓間隔由1206電阻R5、R6、R9和R10保證。LTC4252C不需要EARLY引腳。

操作方法

只需將電源連接到A、B或兩者，并短接相關的ENABLE引腳以模擬背板并激活LTC4252C。跳線允許選擇光隔離器輸出（集電極和發(fā)射極可在C和E炮塔處獲得），或直接檢查PWRGD#。如果選擇光隔離器，LED D6也會串聯(lián)，這樣可以直觀地指示PWRGD#的狀態(tài)。

D5顯示儲能電容上的電壓，該電容連接到“零伏瞬態(tài)儲能電容”炮塔。D7和D8指示A和B在保險絲和二極管之前至少有一些輸入。在正常操作中，只要有電壓存在，D7和D8就會亮起，當LTC4252C開啟時，D5和D6會亮起。在過壓條件下，D6（PWRGD#）會保持亮起。PWRGD#僅在欠壓條件或LTC4252C的VIN引腳掉電時重置，因此過壓瞬變不會破壞PWRGD#信號。由于UV在輸入掉電事件期間本質上監(jiān)測輸出電壓，因此PWRGD#在這些期間會保持有效。

需要注意的是，PWRGD# LED D6比其他LED暗，因為它僅運行2mA。

總結來說，當施加電源并激活相關的ENABLE時，輸出將開啟。首先D7和D8亮起，然后D5和D6亮起。如果存在完整的3800μF儲能電容，D5會逐漸亮起。如果輸出過載，LTC4252C會在1.8ms至6.5ms之間進行電流限制。如果在此間隔后過載仍然存在，電路將鎖斷，可通過拔出卡來重置。

轉換為常規(guī) - 48V應用

要禁用ATCA電路，只需不安裝儲能電容，并移除D12（此時D4變得多余）。如果想更徹底地改造，可以移除R5、R6、R9、R10、R11、Q1、Q2、D4和D12。

如果返回側不需要二極管ORing，只需將 - 48RTN連接到電路板的 - 48RTN OUT端子，從而繞過D1、D2、F1和F2。由于熱釋放和多個引腳，移除D1和D2比較困難，如果必須移除，可使用兩個配備PTE8（800°C）烙鐵頭的Weller WTCPT烙鐵。

在繞過D1和D2后，連接常規(guī)短引腳很容易，移除R2即可訪問UV/OV分壓網(wǎng)絡的頂部。

ENABLE檢測問題

Q1和Q2檢測ENABLE引腳，與輸入電壓無關。有一種特殊情況可能會引起注意。假設電源A存在但其RTN側保險絲（F1）熔斷，然后電源B開路。這會使Q1的Vbe反向，因為其基極保持在RTN A（+48），而其發(fā)射極被D1、負載和LTC4252C電路拉至 - 48V，Q2也可能出現(xiàn)同樣的情況。實際上，如果F1和F2都熔斷，兩個晶體管的Vbe都會反向。電流限制在約48V / 10kΩ，但損壞是累積的。在一個臺架實驗中，一個晶體管以50mA反向Vbe 15分鐘，觀察到β下降約10%?？紤]到有限的電流和RTN保險絲故障的可能性較小，結損壞的可能性較小。不過，如果對此有擔憂，可以在Q1和Q2的基極 - 發(fā)射極結兩端添加二極管鉗位以避免這種情況。

大家在實際設計中是否遇到過類似的熱插拔控制器應用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。