在故障容限并聯(lián)冗余系統(tǒng)中，每臺轉(zhuǎn)換器模塊的輸出端Vout到電源母線(在圖1左端扦件上)必須串入一只二極管。在輸出母線上二極管的共陰極，總輸出電流為各DC-DC轉(zhuǎn)換器之和。這樣任何模塊出現(xiàn)包括輸出短路的任何故障狀態(tài)時，都可確保母線和電源系統(tǒng)可靠工作。

當(dāng)模塊的輸出電壓降低時，串聯(lián)二極管承受反向電壓，因此，可簡單地實現(xiàn)電源母線與轉(zhuǎn)換器隔離。每臺模塊的取樣線必須接在串聯(lián)二極管的前面，并且最好接在熱插拔插頭的前面。分，可以確保電源模塊插拔過程中，轉(zhuǎn)換器控制回路不會出現(xiàn)任何瞬間開路。該電阻的最佳阻值為24Ω／V，也就是說，該電阻的阻值決定于輸出電壓。例如，輸出電壓為5V時，最好選用120Ω電阻。

總之，具有熱插拔功能的電源模塊應(yīng)具有以下特點：拔出前電源模塊應(yīng)當(dāng)關(guān)斷；插入時，電源模塊應(yīng)處于暫時關(guān)斷；電源模塊應(yīng)能限制浪涌電流。

2.IAM48模塊的應(yīng)用

IAM48輸入功率調(diào)整模塊Vin為36V-76V10A而Vout為+75Vto-75V其效率為97%。

IAM48模塊含有一只串聯(lián)FET開關(guān)，可以實現(xiàn)48V母線到DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入的通斷控制，通斷控制腳on/off(見圖1中IAM48模塊的引腳)　內(nèi)部有上拉電路，并且為了將48V母線與DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊接通，通斷控制器必須拉到低電平。該模塊內(nèi)兩輸出端(+Vout與-Vout)之間還有一個并聯(lián)開關(guān)。當(dāng)通斷控制腳對48母線負(fù)極為高電平(斷開)時，該并聯(lián)開關(guān)處于導(dǎo)適狀態(tài)。

當(dāng)48V母線關(guān)斷時，母線上的保持電容可通過并聯(lián)開關(guān)迅速放電。除了通斷控制功能外，IAM48模塊還具有限制浪捅電流的功能，并且與FiltMod模塊或EMI濾波器模塊配合，還可完成瞬變過電壓保護．通信設(shè)備中為了滿足EMC{電磁兼容)標(biāo)準(zhǔn)，通常都采用IAM48和FitMod模塊(見圖1中FitMod模塊與IAM48模塊的連接)。在通信設(shè)備中，都要求電源模塊具有熱插拔功能，因此應(yīng)選用lAM48電源模塊或其他可限制浪涌電流的模塊。

3FiltMod模塊特征
VI-IAM(即FiltMod模塊)輸入衰減模塊是一只元件級的DC輸入前端濾波器，它的特點是占用很少的空間，同時提供最大的保護效能，適用于精密的電子系統(tǒng)。VI-IAM可與Vicor的24V、48V或300V輸入模塊配套使用，組成高效率，高功率密度的電源系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸出電壓由1至95V，功率達400W（可擴展至800W）。利用VI-IAM可組成體積少、高效及可靠的電源系統(tǒng)，滿足電訊和工業(yè)應(yīng)用的最高要求。4電源模塊插入電源母線時的起動順序如下
首先，除了短引腳外，接插件的所有引腳都按無規(guī)律的順序接通，此外，轉(zhuǎn)換器并不能起動。因為通斷控制短引腳并未接通，該腳通過晶體管Ql使IAM48模塊維持關(guān)斷狀態(tài)。同時，晶體管Q3還把DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的PC腳拉到低電平，因此轉(zhuǎn)換器模塊處于關(guān)斷狀態(tài)。

當(dāng)所有其他引腳都接好以后，短引腳才接通。IAM48模塊的通斷腳被拉到低電平，因此IAM48模塊導(dǎo)通，48V電源母線上的電容器開始以可控的速率充電，母線電壓開始沿斜坡上升，這樣可把浪涌電流限制在安全值以內(nèi)。1AM48模塊導(dǎo)通后，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊得到使能信號，但是當(dāng)母線電壓達到欠壓封鎖門限值(約34V)以前，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊不能起動。

母線電壓達到欠壓封鎖值以后，由于DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊具有軟起動特性，所以至少還需經(jīng)過100ms后，轉(zhuǎn)換器模塊才開始吸入電流，并且輸出電壓開始逐漸上升。最后，當(dāng)轉(zhuǎn)換器模塊輸出電壓上升到使串聯(lián)在輸出端的二極管正向偏置時，該轉(zhuǎn)換器模塊才輸出均衡的負(fù)載電流。

電源模塊IAM48母線上拔出時的工作順序與插入時的順序大致相反。短引腳在lAM48模塊關(guān)斷48V電源的其他引腳以前斷開，同時，轉(zhuǎn)換器模塊關(guān)斷。母線電容通過IAM48模塊輸出端的并聯(lián)開關(guān)迅速放電，放電時間小于50ms。

此時，電容C2繼續(xù)提供保持晶體管Q3導(dǎo)遁所需的電流。從而確保PC腳保持低電平，直到48V母線電壓下降到欠壓封鎮(zhèn)值。這樣，可以保證所有其他接點無規(guī)律斷開過程中，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊不產(chǎn)生功率變換脈沖。

上述熱扦拔技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多產(chǎn)品中，并且在插拔過程中，輸入和輸出母線電壓波動很小，在插拔過程中，應(yīng)當(dāng)保證所有模塊的引腳電壓不超過最高額定電壓。插入電源模塊IAM時，必須在其他引腳必須完全斷開以后，短引腳才斷開。

用熱插拔控制器電路解決多個電路板或刀片熱插拔運行中的安全問題

雖然用熱插拔功能的電源模塊(如IAM型)可組成48V分布式電源結(jié)構(gòu),但如何確保熱插拔運行中的安全卻是很重要的控制技術(shù),于是適用于大功率刀片的-48V或+48V用熱插拔控制器電路技術(shù)被提到議事日程作研討。

1熱插拔控制器電路基本架構(gòu)
當(dāng)?shù)镀宓奖嘲迳蠒r，刀片上所有連接到背板的電容開始充電，從背板吸取大量的電流。浪涌電流會導(dǎo)致背板電壓瞬間下降，并在連接器上產(chǎn)生電弧。過多的浪涌電流可使背板電源超載，從而完全關(guān)閉電源，并影響機架上其余刀片的工作。

為了盡可能地減小電路板熱拔插對機架上其余刀片的影響，熱插拔期間需要限制刀片的浪涌電流。限制浪涌電流的電路稱為“熱插拔控制器電路”。

圖2為在大功率刀片的-48V中實現(xiàn)的熱插拔控制器電路的主要基本架構(gòu)

從圖2的左上方開始,GND端通過肖特基二極管將電源送至DC／DC轉(zhuǎn)換器。DC／DC模塊是一個產(chǎn)生有效載荷電源電壓(12V、5.6V等)的獨立電源。DC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)端通過MOSFET開關(guān)和電流感測電阻連接到-48V電源。DC／DC轉(zhuǎn)換器兩端的隔離(hold-off)電容保留了足夠的電荷以確保電路板在背板電壓降低期間保持運作。

熱插拔控制器利用電流檢測電阻R檢測和VMOSFET信號來監(jiān)控MOSFET電流和電壓，以便控制在發(fā)生浪涌時MOSFET消耗的功率。

2熱插拔控制器電路的安全運行
當(dāng)板卡被插入背板時，可以看到由MOSFET寄生電容引起的短暫的浪涌電流脈沖(通常為幾毫秒)。此外，由于連接器的觸點顫動，電源以脈沖的方式加到刀片上。熱插拔控制器可使MOSFET和DC／DC轉(zhuǎn)換器在觸點顫動停止前處于關(guān)閉狀態(tài)。然后利用R檢測上的電壓作為反饋電壓慢慢地打開MOSFET，這樣做是為了將浪涌電流值限制在刀片電源電流的最大給定值以下。該電流將對個隔離電容充電，直到VMOSFET引腳處的電壓接近-48V。此時DC／DC轉(zhuǎn)換器被打開，以便為刀片的有效載荷部分供電。

當(dāng)有另外的板卡插入而使背板電壓下降時，隔離電容的作用是保證電路板處于工作狀態(tài)。隔離電容的大小與刀片消耗的總功率，以及防止出現(xiàn)欠壓的需求直接成正比。當(dāng)欠壓情況下的脈沖寬度超過預(yù)置的時間限制時，將其歸為“電源欠壓”情況，此時欠壓鎖定過程開始。

欠壓鎖定過程關(guān)閉MOSFET，直到背板電壓恢復(fù)到正常值。在欠壓的情況下，與GND串聯(lián)的肖特基二極管可阻止來自隔離電容的反向電流流入背板。熱插拔控制器還能檢測到電源故障，如欠壓和過流。在這兩種情況下，熱插拔控制器將在故障排除后重新為刀片供電。
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