对付电压颠簸，在工程设计上常日可以通过增加储能器件、提高电路电压兼容范围等办法进行填补；而电流颠簸的防护在工程设计上却常常被忽略。在低ESR的模块部件进行热插拔时，电路打仗瞬间会等效为对地短路，在很多运用中，这个瞬间电流乃至能高达几百安培。
由此可见，热插拔的 “危急四伏” 紧张分为浪涌电流和振荡电压两个方面。如前文所述，浪涌电流是一个由于寄生电路参数的存在，从而导致的超大瞬时电流。而振荡电压是当浪涌电流涌如今 PCB 走线上时，纵然很小的阻抗也能产生明显的电压变革；当走线越长或者越细时，电压幅值也会非常大。
对待电池的热插拔问题，我们须要更加留神，紧张缘故原由如下：
电池是一种最常见的热插拔部件，我们常常会下意识随意热插拔。电池的等效阻抗都很低，一旦产生浪涌电流，将会非常剧烈。以 ADI 的充电芯片电路 LTC4015 举例，在电池打仗电路瞬间，电流会自动流经几个低阻器件 (采样电阻、MOS 管，注意灌输 SYS 负载真个输出电容)，从而让电池的电位与 SYS 电位平衡，路径如下图 (图1) 中的赤色箭头所示。其余，电流也会注意灌输与电池并联的电容中。
图1 电池浪涌电流在 LTC4015 电路中的路径
瞬时的电流路径年夜将引起电压振荡，但由于 LTC4015 芯片具有较高的输入输出电压范围，在这个过程中造成的电压颠簸，本身并不会对电路造成致命影响。然而，还是会有不少工程师在利用此电路时，芯片被无端烧毁，真正破坏 LTC4015 的缘故原由实在是路径上采样电阻 (RSNSB) 两端的瞬时过压。
采样电阻接入芯片内部电路的最高耐压是 0.3V，虽然在设计芯片时，已在此根本上增加了裕量，但瞬时大电流造成的尖峰电压幅值远远超过 0.3V，加上如果长期反复涌现瞬时过压的情形，芯片势必会被破坏。对付充电芯片的这种破坏，常常有肉眼可见的烧毁痕迹。芯片的输入端采样电阻、或电池采样电阻处都可能发生破坏，但大多数情形下都是发生在电池采样电阻两端，由于输入端一样平常都有完善的保护防止过流。
在上图 (图1) 所示的放电路径中，MOS 管的角色使得浪涌电流全部被掌握在芯片外部电路流动，这可以降落芯片破坏概率。如果没有这个 MOS 管，电流会进入芯片内部实现电位平衡，从而使芯片破坏的概率更高。以是总体来看，LTC4015 的电池热插拔破坏是偶发的。
防护电池热插拔危害的方法防护浪涌电流还须要从源头入手，也便是在热插拔处与后端电路之间增加保护。在一些大略的防护电路中，常日利用的是铁氧体磁珠、磁环。它能够显著地抑制浪涌电流，但也会导致振荡电压更加恶化，由于它会在电路中引入电感，造成额外的感应电压。目前更可靠的方法是利用繁芜的元器件。在工程设计中，有两类常见的浪涌电流防护电路，分立器件搭建的防护电路和利用专用浪涌防护芯片。
如下图 (图2) 所示，利用分立器件搭建的防护电路，其紧张事理是通过 MOS 管延迟开启电池接入电路的过程，R5、C1 的阻容值能够改变开启延迟的时长。齐纳二极管紧张是为了防护 MOS 栅极的过压破坏，如果系统接入的电池电压是确定的，D4 即不是必要的器件。
当电池电压不同时，电阻和电容的值也须要进行改变，下图 (图2) 所示的阻容值是比较推举的。其余须要把稳的是，当电池拔出时，C1 中存有的电量须要通过 R5 泄放掉，如果须要 MOS 管更快地关断，则须要在 C1 旁并联泄放电阻，然而这也会导致泄放电阻与 R5 产生分压，毁坏电路功能平衡。综合来看，这种分立电路须要比较合理的打算设计参数，才能够保障电池的插、拔动作都防护到位。
图2 分立器件搭建的电池浪涌防护电路
利用专用浪涌防护芯片则是如下图 (图3) 所示，为 ADI 的 LTC4380 热插拔掌握器芯片，它具有很低的静态电流，它电路中包含一个外置的 MOS 管，芯片将对其栅极电压进行箝位，在输入侧发生过压时，芯片将会掌握 MOS 管把输出电压限定在一个安全数值。
它的功能还包括设置 MOS 管开启韶光、反向保护、过流监测、输入欠压等。在一些高可靠性的电路中，可以基于 ADI 的这类芯片进行设计。当然，在电池热插拔端口利用这种办法显然本钱较高，电路生产调试的繁芜度也增加，工程师须要酌情选择。
图3 LTC4380 热插拔掌握器芯片
对付这类电池充电芯片，ADI 也推举更简便的热插拔 (浪涌电流) 防护方案。如下图 (图4) 所示是 LTC4162 充电芯片的官方开拓板电路图，个中粉色框中的电阻、二极管组合电路可以对两处采样电阻端进行过压保护。
当然这种大略的保护办法只是进行被动地防护，它并不能杜绝电池热插拔瞬间的放电征象。该电路的二极管正极方向均朝向浪涌来源方向 (电压输入端和电池端) 以实现有效防护，二极管在电路正常事情时并不会导通，由于二极管的导通电压远远低于与其并联的采样电阻的端电压。
其余，10 欧姆电阻是用于泄放浪涌能量的，芯片的采样端入口是高阻的，因此并不会影响芯片采样的准确性。末了须要把稳的是，这种防护电路不能用于 LTC4015 芯片的输入侧，由于 LTC4015 的输入采样端也具备库仑计功能，引入的防护电路会导致库仑计丈量结果发生偏差，在此处必须利用前述的两种保护方案。
图4 LTC4162 的热插拔防护方案
总结
本文谈论了电池热插拔造成的电路影响，剖析了充电芯片的破坏缘故原由，并给出理解决方案供工程师参考。电池热插拔危害是暗藏且随意马虎被忽略的危险成分，根据不同的电路形态，目前有各种形式的防护电路。热插拔保护的实质是对浪涌电流的抑制，和振铃电压的保护。在电池接入端增加热插拔防护 (或浪涌抑制) 电路，可以有效降落充电芯片的破坏概率，提高电路运行可靠性。如需对接详细产品或理解更多热插拔防护干系技能细节，请点击下方「联系我们」，提交您的需求，我们骏龙科技公司乐意为您供应更详细的技能解答。
