精度電流限制資料下載

??引言 ? ??在ATCA構(gòu)架中，每個Carrier Blade設(shè)備都包括多達8個AMC模塊，而這些模塊均需熱插拔保護。載波板為每個AMC模塊提供了兩個主要電源：一個3.3V管理電源以及一個12V有效負載電源。 ??為幫助設(shè)計人員滿足這些要求，TI設(shè)計了一款全功能雙插槽AMC控制器TPS2359，以提供支持兩個AMC模塊所必須的所有保護和監(jiān)控電路。該控制器全面集成了管理電源浪涌控制、過流保護以及FET ORing功能。添加兩個外部電源晶體管可為每一個有效負載電源通道提供所有這些相同的功能。圖1所示為雙通道AMC應(yīng)用的簡化結(jié)構(gòu)圖，兩個通道由同一個電源供電。也可使用獨立電源為這兩個通道供電。 ? ?? ? ??該獨特的控制器集成了有效負載電源和管理電源通道的精確的電流限制功能。有效負載電源電流限制的每個通道使用三個外部電阻，以滿足8.25A±10% ATCA規(guī)范。管理電源電流限制的每個通道使用一個外部電阻，以滿足195mA±15%的規(guī)范。 ? ??高精度電流限制 ? ??圖2所示為該控制器的有效負載電流限制電路的簡化結(jié)構(gòu)圖。放大器A1通過檢測電阻器兩端的電壓來監(jiān)控負載電流ILOAD。管理電源通道采用類似的電路，不同的是集成了電阻器RSENSE和RSET。 ??電流限制電路包括放大器A1和A2。放大器A1使外部電阻器RSET兩端的電壓與外部電阻器RSENSE兩端的電壓相等。流經(jīng)RSET的電流同時也會流經(jīng)外部電阻器RSUM，從而在SUMA引腳上生成了一個如下式所示的電壓： ?? ??放大器A2會檢測SUMA引腳上的電壓。只要該電壓保持在675mV以下，放大器就向PASSA提供30μA的電流。當(dāng)SUMA引腳上的電壓超過675mV時，放大器A2開始從PASSA吸收電流。導(dǎo)通FET MPASS的柵-源電壓會不斷下降，直到放大器A2兩個輸入端上的電壓平衡為止，此時流經(jīng)該通道的電流為： ?? ??取RSENSE=5mΩ和RSUM=6810Ω的典型值，則得出： ??ILIMIT = （0.0198A/W）?RSET ??為設(shè)置MicroTCA規(guī)范所要求的8.25A電流限制，選擇RSET=417Ω。最新的EIA標(biāo)準(zhǔn)1%電阻為422Ω。該電阻使系統(tǒng)可以為一個80W AMC模塊供電。 ??有效負載和管理通道都有其自己的可編程默認定時器。只要各自的通道進入電流限制，這些定時器就會開啟。如果一個通道處于電流限制狀態(tài)時間過長且默認定時器超時，該通道會將導(dǎo)通的FET關(guān)閉并報告錯誤狀態(tài)。管理通道集成了過溫關(guān)斷（OTSD）特性。如果內(nèi)部導(dǎo)通電阻附近的裸片溫度超過了大約140℃，管理通道保持在電流限制狀態(tài)的時間足夠長，OTSD特性會發(fā)生跳變。一旦出現(xiàn)這種情況，運行在電流限制狀態(tài)的管理通道就會關(guān)閉。這一特性避免了故障時間過長而對內(nèi)部導(dǎo)通晶體管造成的損壞。 ? ?? ? ??電流限制反饋環(huán)路具有特定的響應(yīng)時間。諸如短路負載之類的嚴(yán)重故障要求有快速的響應(yīng)以避免對導(dǎo)通FET的損壞或電壓軌電壓驟降。TPS2359包括了一個快速跳變比較器，該比較器會在這些條件下關(guān)閉該通道（盡管在本文中未談及這一問題）。此外，該控制器還支持更多阻斷FET的ORing功能。這一特性可阻斷當(dāng)輸出-輸入差動電壓超過3mV時的反向傳導(dǎo)。 ? ??多重轉(zhuǎn)換冗余 ? ??ATCA系統(tǒng)通常都要求冗余并行電源。MicroTCA規(guī)范倡導(dǎo)了一種冗余技術(shù)，該技術(shù)需要一個來獨立限制每一個電源的電流。負載所吸收的電流不能超過各個電源電流限制之和。 ??一種可用的替代運行模式是多重轉(zhuǎn)換冗余。無論工作電源的數(shù)量如何，其都可以將負載電流限制在一個固定值。在一個多重轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中去除或插入電源均不會影響負載的電流限制。該技術(shù)不需要微控制器，從而與上述MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)中所描述的冗余方法相比顯得更簡單和快速。這對于要求不必完全符合MicroTCA電源模塊標(biāo)準(zhǔn)的AMC應(yīng)用而言是一個頗具吸引力的方法。 ??為實施多重轉(zhuǎn)換冗余，將冗余通道的SUM引腳連接在一起，并在該節(jié)點到地之間綁定一個電阻RSUM。與MicroTCA冗余結(jié)構(gòu)不同（在結(jié)構(gòu)中每一個電源都有其自己的電阻RSUM），RSUM需要駐留在多重轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的背板上。圖3所示為有效負載電源使用多重轉(zhuǎn)換功能的一種應(yīng)用?，F(xiàn)在，電流限制閾值將適用于冗余電源所提供的電流的總和。在有效負載電源通道上實施多重轉(zhuǎn)換冗余時，所有通道必須都采用相同的RSENSE和RSET值。 ? ?? ? ??結(jié)語 ? ??ATCA是第一個解決電信設(shè)備電源要求的開放性標(biāo)準(zhǔn)。就ATCA而言，系統(tǒng)設(shè)計人員所面臨的電源管理挑戰(zhàn)包括有限的電流限制、高可用性冗余電源、熱插拔要求、故障保護以及復(fù)雜的狀態(tài)監(jiān)控。 (mbbeetchina)