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面向热插拔运行的MOSFET

热插拔电路关键用于高可用性系统,例如数据 中心 和电信基础设备。在高可用性系统中驳回热插拔电路时,即使须要改换或参与组件以维持系统运转,系统也不会终止运转。

关于电信服务器运行而言,高功率和高冗余至关关键,此时就须要热插拔 控制器 来调控浪涌 电流 。在电信服务器运行中,背板终端电压干流为48V和12V。在典型的12V背板系统中,由冗余 电源 组成,每个电源经过ing与并联的热插拔模块相连。MOSFET在热插拔运行中表演着外围角色; 本文将依据 公司 的12VM1278热插拔电路评价MOSFET的行为。

图1显示热插拔环节中通常会发生较大的瞬态电流(可达数百安培),用于给输入 电容 充电,这就要求MOSFET在线性上班形式下具有弱小的SOA才干。

图|多模块电信服务器热插拔运行

当热插拔模块(如图2所示)拔出12V背板时,控制器的GATE引脚会向MOSFET的栅极以及外部的Rgate和Cgate提供恒定的24uA电流Ig。一旦GATE电压到达MOSFET的 阈值电压 VT,由于GATE引脚与Vout节点之间的Cgs电压将坚持不变,Ig仅会对外部的Cgate和MOSFET外部的Cs启动充电。这与 开关电源 中MOSFET的密勒平台效应相似。

图|热插拔 电路原理

输入电容CL所惹起的浪涌电流Iin可由下列方程(1、2)示意:其中'n'代表并联的MOSFET数量。

与偏差于低Qgd的开关电源运行不同,在热插拔运行中,较大的Qgd有助于减小浪涌电流。另一方面,浪涌电流还取决于并联MOSFET的数量、输入电容CL的值以及负载电流。并联MOSFET越少,输入电容越大,则MOSFET接受的浪涌电流应力越大。以下是不同状况下AOS热插拔评价板上的测试波形。图3a显示,较大的CL会造成更大的浪涌电流(绿色曲线),而图3b则标明,并联MOSFET数量的参与会缩小总浪涌电流(绿色曲线)。

图3a|空载及不同输入CL下的启动波形对比

图3b|空载、相反CL 50μF、不同并联数MOSFET的启动波形对比

电信-主机热插拔运行通常触及较大 供电 电流;因此,低Rdson的MOSFET是最优选用。为了确保系统在启动和短路条件下的持重性,MOSFET在线性上班形式下接受高电压和电流应力时,须要有较大的安保上班区(SOA)。

图4显示,由于相对较大的Crss,AONS32310的浪涌电流低于竞品。这无利于放宽系统对浪涌电流的限度设置,而较低的Rdson象征着更高的全体效率。即使输入电容值和输入电压参与,AONS32310仍能反常上班,而同类竞品则无法上班。

图 4|空载、相反CL 70μF的启动波形对比

图5重现了一种最顽劣状况:MOSFET处于导通形态且温度到达100°C的热平衡点。此时,热插拔控制器会启动复位,从新开启MOSFET,而MOSFET处于较高温度(100°C)。

图5|在100°C暗室中相反50μF CL的空载启动波形对比

这些最顽劣条件测试结果标明了:与竞品相比,AOS的MOSFET在热插拔运行中愈加持重牢靠。由于MOSFET上耗散的能量简直等于输入CL中贮存的能量,AOS倡导经常使用上方方程来评价SOA才干的持重性。

另一方面,假设驳回相反的浪涌电流限度,AONS32100将体现出与竞品C简直相反的启动波形,但需调整外部的Cgate和Rgate。在热插拔运行中,Ciss不会影响线性形式下的栅极电压。MOSFET已齐全导通,栅极电压的最小提早不会影响系统的效率和性能。

即使是顶级MOSFET也无法接受缺点条件,比如几秒钟的输入短路。因此,热插拔控制器须要经过 检测 电流和电压应力来尽快关断MOSFET。Devices的ADM1278具有过流和过功率包全性能。在过功率状况下,控制器不会关断MOSFET,直至缺点 定时器 电压到达1V的缺点阈值。该定时器可依据MOSFET的SOA设定,让设计人员能够灵敏选用合乎系统需求的MOSFET,并防止在启动和瞬态时期不用要的关断。图6展现了一系列基于AOS评价板的OCP和OPP事情。从波形可以看出,在最坏状况下,AONS32100在线性上班形式下可以接受42A / 9V超越20ms的短路缺点。

图6|短路条件及包全

目前,为满足社会开展日益增长的数据处置需求和 网络通讯 的稳如泰山性要求,数据中心、电信基础设备和存储系统主机正朝着更高功率密度、更高效率、增强冗余和容错才干和安保性等方向开展。热插拔技术关于坚持主机的继续运转和缩小停机时期至关关键,尤其是在须要24/7不连续服务的环境中。关于即使在最顽劣状况下也要确保高可用性的热插拔运行,选用持重的MOSFET至关关键。高SOA和低Rdson有助于提高效率,增强系统的鲁棒性。

针对主机48V输入电压的热插拔缓和启动的运行需求,AOS 特意优化了MOSFET的 电气 性能及封装,行将正式推出TOLL封装的处置打算-AOTL66935,其具有高度强健的线性形式区SOA才干,以及1.9mΩ Rds(on)_max的低导通电阻,可缩小功率损耗和散热需求,合乎日益严厉的能效规范; 同时TOLL 封装也能够进一步优化散热性能,有更高的牢靠性,耐用性强,适宜长时期运转在主机环境中。


热插拔电路原理以及相关介绍

热插拔电路的原理及其相关介绍如下:1. 热插拔(HotSwap、HotPlug、HotDock)技术允许在系统运行时,安全地插入或拔出电路组件,而不会影响系统的稳定性。 这一功能在现代计算机和其他电子设备中非常普遍,如USB设备、SATA硬盘和PCIe卡等。 2. 热插拔过程中,当设备被插入时,可能会产生一个大的瞬间电流,这可能会干扰系统的正常供电。 为了防止这种情况,热插拔电路设计了一种机制来控制这个瞬间电流,确保系统电压的稳定性。 3. 实现这一机制的方法有多种。 其中,使用正温度系数热敏电阻(PTC)是一种简单的方式。 PTC通过发热改变自身阻抗,从而降低瞬间电流的幅度。 然而,这种方法的缺点是响应速度较慢,且长时间使用可能影响其寿命。 4. 另一种方法是结合MOSFET电流检测电阻和简单的电阻电容延迟线路,这种方案成本较低,适合低端应用。 更高级的方案是采用专用的热插拔芯片,这些芯片不仅提供基本的热插拔功能,还能提供额外的特性,如控制电流上升速率、实现断电功能、电源管理以及状态报告等。 5. 热插拔电路的实际实现通常涉及在供电和负载之间串联一个MOSFET和一个电流检测电阻。 电流检测电阻将MOSFET上的电流信号传递给控制线路,后者根据电流设定和计时电路来控制MOSFET的导通。 6. 热插拔技术的优势在于其便利性。 它的多功能性、精巧的设计、高安全性以及广泛的支持系统(包括不同级别的设备)都是其受欢迎的原因。 此外,热插拔电路的设计还考虑到了不同规格硬盘的接口需求,同时保持了相对合理的价格。

如果当年这样讲MOSFET,模电不逃课(三)

揭示MOSFET的魔法世界:解锁米勒效应与创新设计

米勒平台,一个由John Milton Miller揭幕的神秘领域,它在MOSFET的旅程中扮演着关键角色。 当Vgs(栅极电压)上升时,它如同一道阶梯,赋予了MOSFET独特的放大特性——输入电容被巧妙地放大,放大系数不再是静止的1,而是变成了动态的1+Av,构建出强大的反向电压放大器。 这种放大能力惊人的设备,其增益可以轻松达到数百倍,让电路设计者们趋之若鹜。

深入MOSFET的工作原理,我们关注的是Vgs、Vds(漏极电压)和Id(漏极电流)之间的微妙平衡。 在米勒平台的庇护下,Vgs的稳定使得电流形成了负反馈,这对于缓启动电路的设计至关重要。 MOS管在这些场景中大显身手,有效降低了冲击电流,确保了平稳启动。

例如,在-48V电源中,一个巧妙的NMOS缓启动电路如诗如画地展现了技术的精妙。 D1像一位守护者,防止电压失控;R2和C1的组合充当防抖工程师,确保稳定启动;R1和C1的配合则负责快速放电,R3和C2则调整上电电流的斜率,D2则保护了电路的独立性。 这个过程包含着电容充电、MOS管控制和恒定电流控制的精彩篇章,而R3*C2更是成为调节热插拔冲击电流上升速度的调色盘。

沿着这个知识的线索,张飞老师的视频教程带你领略MOSFET的精髓:从基础的MOSFET与三极管对比,到GS电容的讨论,再到GS下拉电阻的奥秘。 每一课都深入浅出,解析导通阈值、分流问题,米勒效应在放大区的实战应用,以及Vds/Vgs波形背后的Rdson秘密。 从Igs与损耗控制,到开关损耗的降低和栅极电阻的选择,每一个环节都至关重要。

桥式电路、三相逆变桥、上下桥恒通回路,以及单桥臂斩波的热量管理和续流损耗解决方案,每一个知识点都在构建更高效、更稳定的电路设计。 低阈值MOSFET的利弊、数据手册的解读,以及电路设计的基本定律和概念,无一不在这个系列中得到深入剖析。

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单板计算机中VPX,VME,cPCI,AdvanceMC,PMC各代表什么意思,什么原理以及相关周边的知识,要全面的详细的。

单板计算机中VPX,VME,cPCI,AdvanceMC,PMC各代表什么意思,什么原理以及相关周边的知识,要全面的详细的。 悬赏分:200 - 离问题结束还有 20 天 23 小时要详细,把我以上列出的版本都要写出来 回答要有逻辑,详实。 另外把以上的版本涉及的知识也写出来的更好哦!!提问者:mssj回答者:xiaoya_gege - 千总 四级 3-28 23:31VPX-新一代总线标准 VPX(即VITA46):在VME系统的基础上增加了交换互联结构,是军用加固系统的新一代总线产品。 该标准保留了现有6U和3U规格,支持PMC和XMC子卡,并最大限度的保留了对VME系统的兼容性。 GEFanuc把VPX标准带入市场,能够给用户提供最广泛的VPX产品选择:包括Intel、PowerPC架构的处理器板、图形卡、磁盘卡、交换板,甚至基于VPX总线的系统。 典型产品和应用:SBC340-用于Magic1VPX图形系统的控制器。 SBC340配置一个2.0GHzIntelCoreDuo处理器,最大支持4GBDDR2SDRAM,具有空冷和导冷版本。 详细信息请登录:VME总线---Versamodel Eurocard VME总线,Versamodel Eurocard由Motorola公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线,其主要特点是VME总线的信号线模仿Motorola公司生产的系列单片机信号线,由于其应用的广泛性被IEEE收为标准,即IEEE 1014-1987,其标准文件为VMEbus specification Rev C.1。 VME总线的插板一般有两种尺寸,一种是3U高度的带一个总线接口J1,高*长为100mm*160mm,另一种是6U高度的带2个总线接口J1、J2,高*长为233mm*160mm。 一般每块VME总线的插板上的接口J1、J2都有96针,每一个接口都是3排,按A、B、C排列,每排32针,J1一般用于直接与VME总线相连,J2的中间列用于扩展地址总线或数据总线,另外两列可由用户定义及I/O、磁盘驱动及其他外设等,(注意:我们应用的全固态电视发射机的I/O板和RC/RI板就扩展了J2口的针脚。 )因此VME总线已对未来的应用扩展预留了信号针,这也是VME总线将来可以灵活升级的原因. CPCI简介 Compact PCI(Compact Peripheral Component Interconnect)简称CPCI,中文又称紧凑型PCI,是国际工业计算机制造者联合会(PCI Industrial Computer Manufacturers Group,简称PICMG)于1994提出来的一种总线接口标准。 是以PCI电气规范为标准的高性能工业用总线。 CPCI的CPU及外设同标准PCI是相同的,并且CPCI系统使用与传统PCI系统相同的芯片、防火墙和相关软件。 从根本上说,它们是一致的,因此操作系统、驱动和应用程序都感觉不到两者的区别,将一个标准PCI插卡转化成CPCI插卡几乎不需重新设计,只要物理上重新分配一下即可。 为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统,1995年11月PCI工业计算机制造者联合会(PICMIG)颁布了CPCI规范1.0版,以后相继推出了PCI-PCI Bridge规范、Computer Telephony TDM规范和User-defined I/O pin assignment规范。 简言之CPCI总线 = PCI总线的电气规范 + 标准针孔连接器(IEC-1076-4-101) + 欧洲卡规范(IEC297/IEEE 1011.1)。 CPCI的出现不仅让诸如CPU、硬盘等许多原先基于PC的技术和成熟产品能够延续应用,也由于在接口等地方做了重大改进,使得采用CPCI技术的服务器、工控电脑等拥有了高可靠性、高密度的优点。 CPCI是基于PCI电气规范开发的高性能工业总线,适用于3U和6U高度的电路插板设计。 CPCI电路插板从前方插入机柜,I/O数据的出口可以是前面板上的接口或者机柜的背板。 它的出现解决了多年来电信系统工程师与设备制造商面临的棘手问题,比如传统电信设备总线VME(Versa Module Euro card)与工业标准PCI(Peripheral Component Interconnect)总线不兼容问题。 二、CPCI的特点 CPCI技术是在PCI技术基础之上经过改造而成,具体有三个方面: 一是继续采用PCI局部总线技术; 二是抛弃IPC传统机械结构,改用经过20年实践检验了的高可靠欧洲卡结构,改善了散热条件、提高了抗振动冲击能力、符合电磁兼容性要求; 三是抛弃IPC的金手指式互连方式,改用2mm密度的针孔连接器,具有气密性、防腐性,进一步提高了可靠性,并增加了负载能力。 CPCI所具有可热插拔(Hot Swap)、高开放性、高可靠性、。 CPCI技术中最突出、最具吸引力的特点是热插拔(Hot Swap)。 简言之,就是在运行系统没有断电的条件下,拔出或插入功能模板,而不破坏系统的正常工作的一种技术。 热插拔一直是电信应用的要求,也为每一个工业自动化系统所渴求。 它的实现是:在结构上采用三种不同长度的引脚插针,使得模板插入或拔出时,电源和接地、PCI总线信号、热插拔启动信号按序进行;采用总线隔离装置和电源的软启动;在软件上,操作系统要具有即插即用功能。 目前CPCI总线热插拔技术正在从基本热切换技术向高可用性方向发展。 CPCI标准具有种种优点。 它与传统的桌面PCI系统完全兼容,在64位/66M总线接口下能提供每秒高达512MB的带宽。 它支持用在桌面PC和工作站上的完全一样的接口芯片。 使用CPCI能利用在桌面工作站上开发的整个应用,无需任何改变就能将其移到目标环境,极大地提高了产品推向市场的时间。 利用CPCI技术使得电信设备OEM能利用与桌面应用系统同样的先进技术,同时还具有针对桌面系统设计的大量PCI芯片所带来的规模经济和低成本特性。 其产品成本上往往低于同等功能的VME产品,仅略高于通常的工控机IPC(IPC,Industrial Personal Computer)产品。 CPCI规范自制定以来,已历经多个版本。 最新的PICMG 3.0所规范的CPCI技术架构在一个更加开放、标准的平台上,有利于各类系统集成商、设备供应商提供更加便捷快速的增值服务,为用户提供更高性价比的产品和解决方案。 PICMG 3.0标准是一个全新的技术,与PICMG 2.x完全不同,特别在速度上与PICMG 2.x相比,PICMG 3.0速度每秒可达2Tb。 PICMG 3.0主要将应用在高带宽电信传输上,以适应未来电信的发展,PICMG 2.x则仍是目前CPCI的主流,并将在很长时间内主宰CPCI的应用。 三、CPCI的应用 CPCI所具有高开放性、高可靠性、可热插拔(Hot Swap),使该技术除了可以广泛应用在通讯、网络、计算机电话整和(Computer Telephony),也适合实时系统控制(Real Time Machine Control)、产业自动化、实时数据采集(Real-Time target=_blank>

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