由于PC板的电源电压持续下降，设计人员面临着通过分布式电源系统最小化电压降的艰巨任务。在3.3V或更低的工作电压下，电源总线、连接器引脚和浪涌控制电路上的电压下降会导致电源电压下降到公差范围之外。这个问题的解决方案是在高压下分配电源，通常是48V，然后使用电源模块将电压降至系统中每个板上的最终期望值。

大多数48V功率模块需要一个典型值为数百微法拉的输入旁路电容器。当电路板热插到48V电源轨上时，输入电容在充电时会产生巨大的涌流。浪涌电流可能会对电路板的组件造成永久性损坏，并在系统电源上产生故障，从而使系统功能不正常。

LTC1640H和LTC1640L为-48V热插拔问题提供了简单、灵活的解决方案。这些芯片允许电路板安全地插入或从电源电压从-10V到-80V的带电背板中取出。它们具有可编程浪涌电流控制，可编程欠压和过压保护，可编程电子断路器和直接电源模块使能控制。

电源控制

一个典型的LT1640应用程序如图1所示。电路板上功率模块的输入电压是通过逐渐增加功率通路外部n沟道MOSFET (Q1)的栅极电压来控制的。R1用于电流故障检测，R2用于高频振荡。电阻R4, R5和R6提供欠压和过压感应。电阻R3和电容C2作为一个反馈网络来精确控制浪涌电流。波形如图2所示。浪涌电流可由下式计算:

式中C(L)为总负载电容。

当电源引脚第一次接触时，电阻R3有助于保持Q1关闭。当电源引脚接触时，它们会反弹几次。当触点弹跳时，LT1640检测到欠压状态，GATE立即被拉低。

一旦电源引脚停止反弹，GATE引脚开始增加，直到Q1导通，并且GATE电压由R3和C2的反馈网络保持恒定。当DRAIN电压完成增加后，GATE引脚上的电压上升到其最终值。

电子断路器

LT1640具有电子断路器功能，可防止短路或电源电流过大。通过在V(EE)和sense引脚之间放置一个检测电阻，当检测电阻上的电压大于50mV超过3µs时，断路器将跳闸，如图3所示。

当断路器跳闸时，GATE引脚立即拉到V(EE)，外部n沟道MOSFET关断。GATE引脚将保持低位，直到断路器通过将UV拉低然后拉高或循环电源到该部分来复位。电流故障后自动复位断路器的电路如图4所示。

晶体管Q2和Q3，以及R7, R8, C4和D1，形成一个可编程的单次电路。在短路发生之前，GATE引脚被拉高，Q3接通，将节点2拉到V(EE)。电阻R8关闭Q2。当短路发生时，GATE引脚被拉低，Q3关闭。节点2开始给C4充电，Q2接通，将UV引脚拉低，复位断路器。一旦C4充满电，R8关闭Q2, UV变高，GATE上的电压开始增加。Q3重新打开并迅速将节点2拉回V(EE)。二极管D1箝位节点3一个二极管降低于V(EE)。占空比设置为10%，防止Q1过热。

欠压、过压检测

UV(3)和OV(2)引脚可用于检测电源输入的欠压和过压情况。UV和OV引脚内部连接，迟滞量为20mV。当UV引脚低于其阈值或OV引脚高于其阈值时，GATE引脚立即被拉低。GATE引脚将保持低电平，直到UV高，OV低。

欠压和过压跳闸电压可以使用3电阻分压器进行编程，如图5所示。

R4 = 562k, R5 = 9.09k, R6 = 10k，欠压阈值设置为37V，过压阈值设置为71V。

PWRGD /PWRGD输出

PWRGD /PWRGD当电源模块的输入电压在公差范围内时，可以使用输出直接使能电源模块。LT1640H对具有高激活使能输入的模块具有PWRGD输出，LT1640L具有PWRGD输出PWRGD具有active-low使能输入的模块的输出。

当LT1640H的DRAIN引脚高于V(EE)的V(PG) (1.4V)时(见图6)，内部晶体管Q3关断，R7和Q2钳位PWRGD引脚高于DRAIN引脚一个二极管降(~0.7V)。晶体管Q2吸收模块的上拉电流，模块关闭。

当DRAIN引脚降至V(PG)以下时，Q3将导通，将R7的底部短接至V(EE)并将Q2关断。然后模块中的上拉电流流过R7，将PWRGD引脚拉高并使能模块。

当LT1640L的DRAIN引脚大于V(PG) (1.4V)高于V(EE)时，内部下拉晶体管Q2关断PWRGD引脚处于高阻抗状态(见图7)PWRGD引脚将被模块的内部上拉电流源拉高，关闭模块。当DRAIN引脚降到V(PG)以下时，Q2导通，然后PWRGD引脚将被拉低，使能模块。

的PWRGD信号也可以用来打开LED或光隔离器，以表明电源良好，如图8所示。

门脚电压调节

当芯片的电源电压大于15.5V时，GATE引脚电压调节在13.5V以上(EE)。如果电源电压小于15.5V，则GATE电压将比电源电压低2V左右。电源电压最低10V时，保证栅极电压大于6V，电源电压不超过80V时保证栅极电压不大于18V。

结论

LT1640为热插拔应用提供了简单灵活的解决方案。这是允许系统设计人员直接将80V电源连接到芯片而无需任何电压降压电路的第一部分。它可以通过编程来控制输出电压升压率和浪涌电流。它具有可编程欠压和过压保护，以及PWRGD/PWRGD输出可以直接连接到电源模块使能引脚。LT1640简化了高压热插拔控制系统的设计，并将所有这些功能结合在8引脚SO/PDIP封装中。