热插拔功能的电源模块应用与热插拔运行中的安全控制

1 前言
带电插拨功能同时也称为热插拔功能，在电源设计中是非常重要的。在采用故障容限电源架构的应用系统中，都要求带有热插拔功能以满足零停机时间的要求。在现代模拟通信和数据通信系统中，通常都必需满足这个要求。
实际上，许多大型电信和数据通信系统都采用插入到机架内共同背板上的多个电路板或刀片来构建。由于现代刀片具有更高级的功能，需要消耗更多的功率，如高级电信计算架构（ATCA）刀片消耗的功率约≥200W。而背板为刀片以及它们之间的通信提供电源(如+48V、-48V、12V)。由于背板电源始终处于开启状态，因此被称为“热”或者“运行着”的背板。刀片必须插入机架而不能影响背板上其余刀片的工作。最新插入的刀片将利用背板的电源工作。如果检测到刀片发生故障，必须从插槽中把这个刀片拔掉，再把新的刀片插入同一个插槽以恢复服务。把刀片插入运行中的背板或者从插槽中拔掉的过程称为“热插拔”。可以支持这个功能的刀片称为“可热插拔”的刀片。
因此本文将介绍以下两个方面的内容：①采用具有热插拔功能的电源模块组成48V分布式电源结构时应考虑的设计问题；②用热插拔控制器电路解决多个电路板或刀片热插拔运行中的安会问题。

2 热插拔功能的电源模块(如IAM型)组成48V分布式电源结构的设计规则
热插拔功能对于确保热插拔元件的安全特别重要。此外，在热插拔过程中，热插拔功能需避免对输入和输出电源线电压产生明显波动。任何母线电压产生明显的即使是瞬间波动，都可能引起系统工作不正常。在常用的接插件中，各个接头不是同时接通或同时断开，而是有规律地逐次接通或逐次断开。因此，必须分步骤保证电源按顺序接通或断开。
为满足上述要求，所以热插拔功能的电源模块(如IAM型)组成48V分布式电源结构的设计规则应注意如下几点：
① 带电插拔时，各种参数决不能超过各元件的极限值或绝对最大额定值；
② 带电插入电源模块(IAM)，浪涌电流必须限制在可接受的数值，以免48V输入母线电压中断或跌落，同时减小各接点之间产生的火花；
③ 带电插入DC-DC转换器时，该转换器的负载电流必须限制在额定值以内，保证输出母线电压Vout平稳并且不产生影响调整率的突变；
④ 负载断开或者未接取样线时，决不允许DC-DC转换器传输能量，即产生功率突变。