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现在，很多PCB设计工程师正在开发高速数字电路板，其中设计热插拔电路来提高电路板的效果是非常有挑战性的工作。在本说明书中，介绍热插拔设计的基础，说明不同类型的热插拔控制器的优点和缺点，详细说明类比控制器、功率MOSFET和功率感应电阻器三个重要元件的选择过程。
现在，热插拔虽然注意控制器设计文献，但是热插拔设计功能性、可靠性和困难易程度也取决于在稳定状态和短路条件下对控制器和MOSFET的正确选择。接着，依次分析电路基板的设计例，说明应用若干控制器时的设计复杂性。
基本热插拔电路
图1示出包括热插拔控制器（U1）、N信道功率MOSFETQ1和电力感应电阻器Rsense的基本热插拔电路。
有2种热插拔控制器，分别是电压控制型和电流控制型。电压控制型逐渐对Q1的栅极充电，漏极电压根据栅极电压变化。这种类型的问题是，根据输入电源的输出阻抗和热插拔负载的阻抗，可以在MOSFET的周围加上几个分离元件来限制冲击电流，因此需要添加其他元件以在故障时快速关闭。建议只要不在低功率水淮上进行，就不采用这样的构造热插拔。
电流控制热插拔控制器包括至少一个线性电流放大器LCA。电流放大器能够感知两端的电压，透过回扣Q1的Vgs保持Rsense上的电压，限制峰值突入电流。由于可以选择突入电流，DC/DC转换器输入电压的上升时间主要由输入阻抗决定。接通电源时的冲击电流过大主要取决于负载阻抗、选择的MOSFET、热插拔控制器驱动器以及热插拔LCA的速度。
控制器选择热插拔
合并热插拔或分离MOSFET/控制器解决方案选择或？首先，研究使用集成MOSFET的类比IC方法，首先应该考虑的是集成系统IC与个别控制器与电力MOSFET的比较48V电信应用程序的情况下，当前市场存在来自SupertexHV111的至少一个集成解决方案。该元件集成集成集成集成在类比过程中的旁路MOSFET开关，通常类比过程具有比电力MOSFET高的Rds（on）和面积的积，这意味着对于80V或100V开关具有特别高的Rds（on）。HV111有额定80V的开关，典型的Rds（on）是1Omega。最大Rds（on）是1.5Omega。
负载电流为1A时，开关的最大电压下降到1.5V，有可能引起低压锁定，因此制造商将元件的额定值设为1.65A。由于负载为72W，峰值电流可能为2.8A，因此元件搜索范围可以缩小到外部电流控制装置热插拔或分离功率MOSFET和Rsense。
那么，应该使用什么样的电流控制器呢？由于主要关注系统可靠性，所以为了寻找过电流或短路响应最快的控制器，制造商将其从Vsense高电平拉回到阈值附近MOSFET的栅极电压或低tpHLsense的传播延迟。制造商还可以表示表示栅极电压变化与Vsense电压变化之比的控制电路跨度dIgate/dVsense。另外，看栅极驱动功能，确认MOSFET能够生成或除去寄生电容器。
接着，比较故障响应速度和栅极驱动特性。具有较高下降电流的高速元件在故障条件下功耗低，许多控制器仅解决通过控制器的时间延迟，并且通过MOSFET的切换时间由设计者计算。
由于制造商标明的控制电路速度分别不同，所以最好在表上以相同的测试条件比较几个样品。类似地，传播延迟从故障检测开始，直到栅极电压下降到类似电流设置点为止。
使用浮动控制器时，需要追加被称为Rshunt的附加电阻。例如，图像UCCx921、ADM1070和LTC4151是lsquo。浮动rsquo;控制器意味着元件中包含电压调节器，此调节器与地面的沟通方式63？48V线路之间与分流电阻器串联连接。UCCx921因为有最小9V的调整电压，所以Rshunt消耗的电力如下。
PRshunt=（Vinmax-Vregmin）2/Rshunt
建议最小Vin至少向调节器供给2.5mA的偏压
Rshunt=（Vinmin-Vrefmax）/2.5mA=35V/2.5mA=14KOmega;。
使用10KOmega；的情况下
PRshunt=（75V-9V）2/10KOmega;=0.44W
所以至少应该使用1W的电阻器。
控制器还可以通过整个线电压。例如ISL6141也可以通过线电压，其额定值为100V。可承受1mu长度；s的200V瞬时电压必须添加瞬时电压抑制器以保护控制器。添加瞬时电压抑制器不一定是一个简单的任务，因为系统工程师不知道系统的最大瞬时电压大小。
选择Rsense
要选择Rsense的值，需要知道热插拔电路所需的峰值电流。例如，设置了什么样的电源？需要提供多大尺寸峰值功率？厂家推荐什么样的输入电容器和过滤器？
电路板插入到-48V背板中，因此需要1.2V输出和60A峰值负载或72W转换器。和大多数电源制造商一样，建议在电源的Vin（+）销和Vin（-）销之间添加220mu。F电容器的输入线电压可以在-75V到-35V之间，制造商将60A负载时的最大输入电流指定为2.8A。也可以自己计算这个电流。最大输入电流的负载功率最大，输入电压最小。
IInput max=Pout max/（Vin mintimes;eta;）
=72W/（36Vtimes;0.72）=2.8A
其中eta；这是这条线路和负载条件下最差的效率。
选择MOSFET
根据应满足的技术标准，ETSIETS300132-2（100V瞬时电压100ms持续）或BellCOREGr-513CORE电信标准都能够保证抵抗10ms-75V持续10mu。s-100V和1mu持续；s-200V浪涌。系统规格受到100ms 100V的电压时，需要选择100VMOSFET。在将电力损失控制在最小限度的同时，将热插拔MOSFET的电压控制在最小限度。非故障条件MOSFET下的最大功率损失如下所示。
p=Imax2times;Rds（on）
如果使用D2pak封装NTB52N10，考虑到其额定值是100V BVDSS，则Vgs=10V最大Rds（on）是30mOmega。最大pwr（on）损失
p=Ipk2times;Rds（on）max=2.82times;0.03=0.24W
短路时的安全性
负荷短路时，全部Vin加到MOSFET。这是最坏的情况，电流仅受MOSFETRds（on）和熔断丝电阻的限制。根据控制器的技术规格，假设使用了3mu。s传播延迟控制器用于响应于故障而下降MOSFET基淮以维持类比电流限制，其中最坏的电流是：
Ifaultworstcase=Vinmax/（Rds（on）+Rfuse）=75V/（0.030+0.035）=1154A
当然，MOSFET随着温度上升，其Rds（on）也上升，最后从MOSFET曲线的线性区域移动到饱和区域，MOSFET自己限制为180A左右，短路时的功率为：
pwrshortcircuit=Vinmaxtimes;Imax=75Vtimes;180A=13,500W
现在市场上销售很多热插拔控制器，请注意所选择的电流驱动控制器的速度和驱动能力。Rsense电路断路器限制电压为可容许电大输入电流，短路时必须检查MOSFET的最坏结温，为了确保设计的安全性和可靠性，需要低于最大额定工作结温。
