DN421: 为热插拔板卡添加辅助控制功能的简便方法
引言
任何需要将电路板插入带电背板的系统，都离不开热插拔(Hot Swap™)控制器。控制器必须缓慢地提升进入板卡旁路电容的电源电压和电流，从而尽量减少对背板和其他板卡的干扰。同样，如果某张板卡发生故障，消耗的电流过大，控制器必须将其与背板断开。控制器还要监控背板电源的欠压和过压情况，确保板卡电路可靠运行。LTC4215-1更进一步，将三条通用I/O (GPIO)线和一个高精度ADC集成到热插拔控制器中，以提供有关电路板电压和电流的定量信息。升级到LTC4215-1，类似于将汽车古老的“发动机检查”灯替换为现代的仪表板信息显示屏。
额外控制
除了电路板的实际功能（电信、数据采集等），板卡上还有许多功能被视为“电源网关”的一部分，包括控制电源时序、提供电源状态信息、监控按钮等。LTC4215-1 GPIO引脚非常适合实现这些功能。将ON引脚拉高，上 电后经过100ms延迟时间，调整管FET会导通。将ON引脚接地会使能对FET的软件控制。GPIO引脚的状态可在使能FET之前设置，确保在使能下游电源时其处于已知状态。GPIO1在上电时默认为高电平，灌电流能力为5mA。GPIO2默认为高电平，灌电流能力为3mA。GPIO3默认为低电平，灌电流能力为100µA。
以图1所示的应用为例，它会监视“请求移除卡”按钮，并在板卡准备好移除时点亮“可以移除”LED。这样，板卡就能平滑地关断。例如，它可以在关断前传输收集的数据，以免丢失。GPIO1（默认为高电平）控制LED。GPIO3 被重新编程为输入，负责监视按钮状态。GPIO2 引脚控制板载稳压器的运行。这在混合信号电路中很重要，因为模拟电路可能需要在数字信号使能之前上电。
图1. 典型板卡驻留应用中的LTC4215-1
图2电路使用GPIO引脚控制LTC4210-1热插拔控制器，进而控制3.3V电源轨。同样，这可用于控制电源时序，可能不需要额外的时序控制电路。
图2. 控制LTC4210-1
图3电路使用所有三个GPIO引脚，通过74HC138解码器点亮八个LED中的一个。这些LED可以指示系统状态或功耗。其他可能的功能包括：发出微处理器复位信号；使用GPIO引脚控制多路复用器，以向ADC添加额外通道；或与LTC2928等高级电源时序控制器连接。
图3. 控制八个状态LED
结语
LTC4215-1 是一款用于热插拔电路的智能电源控制器件。它具备故障隔离能力，能够密切监视电源路径的健康状况，并实现了对浪涌电流曲线的良好控制。三个通用I/O引脚和一个备用ADC通道，支持进一步控制电源路径和系统初始化/关断相关功能。
作者
