用LTC1645/LTC1735 IC解決PCI總線

在某些應(yīng)用中，必須從兩個輸入電源電壓中選擇電壓較高的電源作為熱插拔輸入電源，并且從被選定的電源產(chǎn)生一個經(jīng)過穩(wěn)壓的輸出電壓。如果提供的輸入電源電壓只有一種，那末應(yīng)該選擇輸出電壓與輸入電壓相同的穩(wěn)壓電路。“熱插拔”這個概念是指將一個板卡從正在運行的底板上的PCI總線插槽上進行帶電插入或拔出。當(dāng)進行這種熱插拔時，板卡上電源的旁路電容器在充電時會從底板電源總線上吸收非常大的瞬態(tài)電流。該瞬態(tài)大電流會使與其相連接的器件造成永久性損害，并且對系統(tǒng)電源產(chǎn)生尖峰電流，使系統(tǒng)中其它板卡復(fù)位。選用凌特公司合適的熱插拔控制器設(shè)計一種電路能夠解決這個問題。

---- 圖1示出的電路是從3.3V和5V熱插拔輸入電壓之間進行選擇，并且使用LTC1645和LTC1735能產(chǎn)生一個穩(wěn)定的3.3V輸出電源電壓。LTC1645是一個兩通道熱插拔控制器，而LTC1735是一個同步降壓式開關(guān)穩(wěn)壓器。兩個電源電壓V（IN1）和V（IN2）都接到LTC1645熱插拔控制電路，再選擇這個電源電壓的較高輸出端接到LTC1735 DC/DC變換器。用LTC1735構(gòu)成的電路產(chǎn)生一個穩(wěn)定的3.3V輸出電壓。現(xiàn)分別介紹LTC1645和LTC1735。

LTC1645熱插拔控制電路工作原理

---- 背靠背MOSFET管Q1-A和Q1-B都接到V（IN1）（5V）電源，而Q3-A和Q3-B接到V（IN2）（3.3V）電源。使用背靠背MOSFET管的原因是防止內(nèi)部二極管與5V和3.3V電源短路。LTC1645的Gate1引腳控制Q3-A和Q3-B，Gate2引腳控制Q1-A和Q1-B。ON引腳對Gate1的導(dǎo)通門限電壓為0.8V，對Gate2的導(dǎo)通門限電壓為2.0V。V（CC1）和V（CC2）引腳的欠壓鎖定門限分別為2.3V和1.2V。因為圖1所示電路選用了兩個電源電壓，所以有可能出現(xiàn)以下兩種情況：

圖1：LTC1645與LTCI1735（采用SEPIC變換器）構(gòu)成3.3V和5V熱插拔電路

---- 情況1：提供5V和3.3V電源
---- 當(dāng)5V和3.3V電源電壓分別加到V（IN1）和V（IN2）時，D1將V（CC1），V（CC2），Sense1和Sense2引腳上拉到大約4.7V，用來清除V（CC1）和V（CC2）的欠壓鎖定門限。COMP（+）引腳被R2與R6構(gòu)成的分壓器上拉到2.5V。因為COMP（+）引腳的電壓（內(nèi)部比較器的同相輸入端）比1.24V門限電壓高，所以COMPOUT引腳（比較器的漏極開路輸出）被R7上拉到5V。這樣使Q5導(dǎo)通，并將Q3-A和Q3-B的柵極下拉到地。ON引腳被R1，R4和R8上拉到2.74V左右。在一個工作周期（t=C2·1.24V/2μA）之后，來自電荷泵的10μA內(nèi)部電源源接到Gate1和Gate2引腳。Gate1引腳被Q5下拉到地，而Gate2引腳的電壓開始上升，其斜率規(guī)定為dV/dt=10μA/C1。內(nèi)部電荷泵保證Gate2引腳電壓大約上升到12V。當(dāng)Gate2引腳上升到1V左右時，Q1-A和Q1-B開始導(dǎo)通，并且V（OUT_HOT_SWAP）開始上升。輸出電壓將平穩(wěn)地上升輸入電壓，這里是5V。圖2分別示出了Gate2和V（OUT_HOT_SWAP）引腳電壓分別上升到12V和5V時的特性曲線。

圖2：V（GATE2）和V（OUT_HOT_SWAP）引腳電壓分別增加到12V和15V

---- 情況2：僅提供3.3V電源電壓
---- 這時V（CC1），V（CC2），Sense1和Sense2都被D2上拉到3.0V，用來清除V（CC1）和V（CC2）的欠壓鎖定門限。因這種情況不提供5V電源電壓，所以O(shè)N引腳被R4和R8上拉到1.65V。在一個工作周期后，來自電荷泵的10μA內(nèi)部電流源被連接到Gate1引腳。Gate1引腳的電壓開始以規(guī)定斜度dV/dt=10μA/C3開始上升。內(nèi)部電荷泵保證Gate1引腳電壓大約上升到10V。因為ON引腳電壓低于2V（ON引腳對于Gate2的導(dǎo)通門限電壓），所以40μA電流源下拉Gate2引腳到地。當(dāng)Gate1引腳電壓上升到1V左右時，Q3-A和Q3-B開始導(dǎo)通，并且V（OUT-HOT-SWAP）引腳電壓開始上升。輸出電壓平穩(wěn)地上升到輸入電壓，這里是3.3V。圖3示出了Gate1和V（OUT_HOT_SWAP）引腳電壓分別上升到10V和3.3V時的特性曲線。

圖3：V（GATE1）和V（OUT_HOT_SWAP）引腳電壓分別增加到10V和3.3V

圖4：LTCI1735 SPEIC電壓上升波形：V（OUT_HOT_SWAP）和V（OUT_SWITCHER）=3.3v

圖5：LTC1735 SPEIC電壓上升波形：V（OUT_HOT_SWAP）=5V，V（OUT_SWITCHER）=3.3V

圖6：LTC1735的效率與負載電流的關(guān)系曲線：OUT_SWITCHER）=3.3V

圖7：LTC1735輸出電壓紋波：輸出電壓=3.3V，負載電流=3A

圖8：LTC1735瞬態(tài)響應(yīng)：負載階躍=0.5-3.3A

LTC1735穩(wěn)壓電路工作原理

---- LTC1735是一種DC/DC變換器能輸出3A電流的3.3V穩(wěn)定輸出電壓。由于LTC1735的最小輸入電壓是3.5V，所以芯片的V（IN）引腳接到一個12V電源上，該電源能提供幾毫安電流。電源負載電流可由V（IN1）（5V）提供或由V（IN2）（3.3V）提供。當(dāng)輸入電壓V（OUT_HOT_SWAP）上升結(jié)束后，圖1中所示的Q5，Q6和R11允許LTC1735產(chǎn)生一個輸出電壓。圖4和圖5示出了LTC1735從3.3V或5V V（OUT_HOT_SWAP）熱插拔電源輸入電壓產(chǎn)生的3.3V輸出電壓波形圖。圖6示出了從3.3V或5V V（OUT_HOT_SWAP）熱插拔電源輸入電壓產(chǎn)生的3.3V輸出電壓的典型效率曲線。圖7示出了在3A穩(wěn)態(tài)負載條件下的輸出電壓紋波，圖8示出了在0.5～3A負載階躍條件下輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。請注意圖1中所用的全部元器件都采用表面貼裝元器件，適用于所占面積不到1.5in2的應(yīng)用場合。

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