用LTC1645/LTC1735 IC解决PCI总线 电容器, 热插拔, 电源, 稳压

yuyang911220

用LTC1645/LTC1735 IC解决PCI总线
在某些应用中，必须从两个输入电源电压中选择电压较高的电源作为热插拔输入电源，并且从被选定的电源产生一个经过稳压的输出电压。如果提供的输入电源电压只有一种，那末应该选择输出电压与输入电压相同的稳压电路。“热插拔”这个概念是指将一个板卡从正在运行的底板上的PCI总线插槽上进行带电插入或拔出。当进行这种热插拔时，板卡上电源的旁路电容器在充电时会从底板电源总线上吸收非常大的瞬态电流。该瞬态大电流会使与其相连接的器件造成永久性损害，并且对系统电源产生尖峰电流，使系统中其它板卡复位。选用凌特公司合适的热插拔控制器设计一种电路能够解决这个问题。
---- 图1示出的电路是从3.3V和5V热插拔输入电压之间进行选择，并且使用LTC1645和LTC1735能产生一个稳定的3.3V输出电源电压。LTC1645是一个两通道热插拔控制器，而LTC1735是一个同步降压式开关稳压器。两个电源电压V（IN1）和V（IN2）都接到LTC1645热插拔控制电路，再选择这个电源电压的较高输出端接到LTC1735 DC/DC变换器。用LTC1735构成的电路产生一个稳定的3.3V输出电压。现分别介绍LTC1645和LTC1735。
LTC1645热插拔控制电路工作原理
---- 背靠背MOSFET管Q1-A和Q1-B都接到V（IN1）（5V）电源，而Q3-A和Q3-B接到V（IN2）（3.3V）电源。使用背靠背MOSFET管的原因是防止内部二极管与5V和3.3V电源短路。LTC1645的Gate1引脚控制Q3-A和Q3-B，Gate2引脚控制Q1-A和Q1-B。ON引脚对Gate1的导通门限电压为0.8V，对Gate2的导通门限电压为2.0V。V（CC1）和V（CC2）引脚的欠压锁定门限分别为2.3V和1.2V。因为图1所示电路选用了两个电源电压，所以有可能出现以下两种情况：

图1：LTC1645与LTCI1735（采用SEPIC变换器）构成3.3V和5V热插拔电路

---- 情况1：提供5V和3.3V电源
---- 当5V和3.3V电源电压分别加到V（IN1）和V（IN2）时，D1将V（CC1），V（CC2），Sense1和Sense2引脚上拉到大约4.7V，用来清除V（CC1）和V（CC2）的欠压锁定门限。COMP（+）引脚被R2与R6构成的分压器上拉到2.5V。因为COMP（+）引脚的电压（内部比较器的同相输入端）比1.24V门限电压高，所以COMPOUT引脚（比较器的漏极开路输出）被R7上拉到5V。这样使Q5导通，并将Q3-A和Q3-B的栅极下拉到地。ON引脚被R1，R4和R8上拉到2.74V左右。在一个工作周期（t=C2·1.24V/2μA）之后，来自电荷泵的10μA内部电源源接到Gate1和Gate2引脚。Gate1引脚被Q5下拉到地，而Gate2引脚的电压开始上升，其斜率规定为dV/dt=10μA/C1。内部电荷泵保证Gate2引脚电压大约上升到12V。当Gate2引脚上升到1V左右时，Q1-A和Q1-B开始导通，并且V（OUT_HOT_SWAP）开始上升。输出电压将平稳地上升输入电压，这里是5V。图2分别示出了Gate2和V（OUT_HOT_SWAP）引脚电压分别上升到12V和5V时的特性曲线。

图2：V（GATE2）和V（OUT_HOT_SWAP）引脚电压分别增加到12V和15V

---- 情况2：仅提供3.3V电源电压
---- 这时V（CC1），V（CC2），Sense1和Sense2都被D2上拉到3.0V，用来清除V（CC1）和V（CC2）的欠压锁定门限。因这种情况不提供5V电源电压，所以ON引脚被R4和R8上拉到1.65V。在一个工作周期后，来自电荷泵的10μA内部电流源被连接到Gate1引脚。Gate1引脚的电压开始以规定斜度dV/dt=10μA/C3开始上升。内部电荷泵保证Gate1引脚电压大约上升到10V。因为ON引脚电压低于2V（ON引脚对于Gate2的导通门限电压），所以40μA电流源下拉Gate2引脚到地。当Gate1引脚电压上升到1V左右时，Q3-A和Q3-B开始导通，并且V（OUT-HOT-SWAP）引脚电压开始上升。输出电压平稳地上升到输入电压，这里是3.3V。图3示出了Gate1和V（OUT_HOT_SWAP）引脚电压分别上升到10V和3.3V时的特性曲线。

图3：V（GATE1）和V（OUT_HOT_SWAP）引脚电压分别增加到10V和3.3V

图4：LTCI1735 SPEIC电压上升波形：V（OUT_HOT_SWAP）和V（OUT_SWITCHER）=3.3v

图5：LTC1735 SPEIC电压上升波形：V（OUT_HOT_SWAP）=5V，V（OUT_SWITCHER）=3.3V

图6：LTC1735的效率与负载电流的关系曲线：OUT_SWITCHER）=3.3V

图7：LTC1735输出电压纹波：输出电压=3.3V，负载电流=3A

图8：LTC1735瞬态响应：负载阶跃=0.5-3.3A

LTC1735稳压电路工作原理
---- LTC1735是一种DC/DC变换器能输出3A电流的3.3V稳定输出电压。由于LTC1735的最小输入电压是3.5V，所以芯片的V（IN）引脚接到一个12V电源上，该电源能提供几毫安电流。电源负载电流可由V（IN1）（5V）提供或由V（IN2）（3.3V）提供。当输入电压V（OUT_HOT_SWAP）上升结束后，图1中所示的Q5，Q6和R11允许LTC1735产生一个输出电压。图4和图5示出了LTC1735从3.3V或5V V（OUT_HOT_SWAP）热插拔电源输入电压产生的3.3V输出电压波形图。图6示出了从3.3V或5V V（OUT_HOT_SWAP）热插拔电源输入电压产生的3.3V输出电压的典型效率曲线。图7示出了在3A稳态负载条件下的输出电压纹波，图8示出了在0.5～3A负载阶跃条件下输出电压的瞬态响应。请注意图1中所用的全部元器件都采用表面贴装元器件，适用于所占面积不到1.5in2的应用场合。