构建低电压负电源热插拔电路的三种方案

许多系统要求支持带电插拔，除了正电源供电系统外，有些负电源(-5V或-5.2V)设计也提出了同样的要求。热插拔应用中，可以很容易得到适当的低电压、正电源热插拔控制器，但却很难找到合适的针对负电源设计的低电压热插拔器件。由于大多数需要负电源低电压热插拔控制的系统中同样也使用正电源低电压热插拔控制器，可以借助正电源构建一个负电压热插拔控制方案。

本文提供了两个用于 5V/-5.2V的双电源供电系统的热插拔方案，一种方案利用两个芯片分别控制每个通道;另一种则使用单个控制器IC保护两个通道。第三种方案采用单个芯片实现-5.2V单电源的热插拔保护。三种方案均提供带电插拔、启动延时、浪涌电流抑制等功能，但只有一种方案具备过压检测和断路器功能。

图1所示的两芯片方案在负电源和正电源通道都提供有独立的断路器功能，图2和图3所示的单芯片方案支持浪涌电流控制功能，但在负电源通道上不具备限流和断路器功能。

两芯片方案

图1所示电路提供完备的热插拔功能，为 5V和-5.2V电源提供限流、断路器功能。电路采用MAX4272低电压正电源控制器支持 5V通道的热插拔，由于无法找到用于低电压的负电源热插拔控制器，我们使用了MAX5900高压负电源控制器支持-5.2V通道。将MAX5900的接地端连接到 5V电源， 10.2V的电源压差能够满足MAX5900的-9V至-100V供电范围要求。由于MAX5900具有-9V的最低供电电压，所以在本设计中选择了这款器件。除MAX4272外，也可以选择其它低电压正电源控制器用于本设计，但MAX4272在8引脚封装内集成了全面的功能，因此在本设计中选择这款器件用于正电源的热插拔控制。

每个通道均提供过载(电流大约为1A)故障关断，发生故障时可以自动重新开启。MAX5900利用M2MOSFET的RDS(ON)作为检流电阻，VSENSE的触发门限为200mV。选择RDS(ON) = 0.2Ω的MOSFET作为M2，可以获得大约1A的过载门限。有关延时和定时信息，请参考器件数据资料。

图1. 两芯片热插拔控制方案，在正、负两个低压电源通道均提供过载故障检测。

单芯片方案

图2电路为正、负电源同时提供限流、热插拔启动控制功能，但仅为 5V电源提供断路器功能。以下介绍的单芯片方案利用MAX5904同时支持 5V和-5.2V的热插拔，MAX5904设计用于控制两路正电源的带电插拔，按照如下电路设计，可以用其控制一路正电源和一路负电源。选择MAX5904的优势是能够控制两路电源，并且只需要很少的外部元件。

按照以下配置，MAX5904可以将 5V电源当作 10.2V电源控制，提供断路器功能;将-5.2V电源当作 5.2V电源处理，实现热插拔管理功能。

MAX5904的GND引脚接-5.2V