热插拔
高可靠性电源系统的热插拔原理和应用
高可靠性电源系统的热插拔原理和应用热插拔的工作原理热插拔（Hot Swap、Hot Plug、Hot Dock）是指在系统导电的工作状态下，将模组、卡或连接器插到系统上而不影响系统的操作。
图1所示为热插拔过程，其中左边代表系统及其供电，在供电的输出端有一个电容，右侧有两张卡，这些卡的输入端也有电容。
把卡插入系统之前，输入电容没有被充电；当把卡插入系统时会有一个很大的瞬间电流向输入电容充电，这么大的瞬时电流很可能造成系统供电电压不正常。
热插拔的目的是将高的瞬间电流控制在一个比较低而且合理的水平。
其实现方法有几种，其中使用PTC（正温度系数的热敏电阻），是最简单的方法。
PTC依靠本身的电流发热改变阻抗，从而降低瞬间电流的幅度，其缺点是反应速度慢，而且长时间使用会影响使用寿命。
MOS管电流检测电阻加上一些简单的电阻电容延迟线路的方法成本低，比较适于低端用途。
最好的方法是采用热插拔芯片，通常该芯片包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻，它除了做基本热插拔之外，还可以提供特殊功能，如控制电流上升速率、做断电器、电源管理以及状态报告等，能够提升系统的工作状态。
热插拔的实现如图2所示，是通过在供电与负载之间串联一个MOS管和一个电流检测电阻完成的。
电流检测电阻的目的是将流过MOS管的信号传给控制线路，控制线路再根据电流设定和计时电路来控制MOS管的导通。
接下来以UCC3915为例说明热插拔过程中输出电流电压的情况。
图3中，左边图形是UCC3915的输出电流、输出电压、即时电容电压的波形，可以看到当输出电流上升到ITRIP时，计时电容开始充电，电压上升，开始计时；如果输出电流超过ITRIP并一直上升到IMAX（设定的最大值），由于此时 MOS 管工作在线性模式，将最大输出电流限制在这一水平而不让输出电流上升，因此输出电流就会被限制在IMAX。
另一方面，如果计时电容电压达到 1.5V，MOS管就会断开，输出电流下降到0。
can 节点 热插拔
can 节点热插拔摘要：1.了解Can总线的基本概念2.掌握Can节点的分类及功能3.理解Can总线的热插拔原理4.分析热插拔在Can总线中的应用场景及优势5.总结Can总线热插拔的注意事项正文：Can总线作为一种广泛应用于工业自动化、汽车电子等领域的通信协议，具有高速、高可靠性、低功耗等特点。
在Can总线系统中，节点起着至关重要的作用。
本文将对Can节点进行简要介绍，并重点解析Can总线的热插拔原理及应用。
一、了解Can总线的基本概念Can总线是一种基于多主控制器的串行通信协议，具有多主控制、高速率、高噪声抑制能力、长距离传输等优点。
在Can总线系统中，节点是指连接到总线上的设备，如控制器、传感器、执行器等。
二、掌握Can节点的分类及功能1.根据功能划分：- 被动节点：仅具备接收数据的功能，如终端设备、传感器等。
- 主动节点：具备发送和接收数据的功能，如控制器、执行器等。
2.根据物理形态划分：- 硬节点：通过硬件连接到Can总线上，如连接器、接插件等。
- 软节点：通过软件模拟实现Can通信，如虚拟仪器、嵌入式系统等。
三、理解Can总线的热插拔原理热插拔（Hot Plug）是指在系统运行过程中，无需关闭电源即可添加或删除节点。
Can总线的热插拔原理主要依赖于Can控制器及总线驱动器的设计。
在热插拔过程中，控制器会检测到总线上新增节点的存在，并自动分配唯一的标识符，实现新节点的加入。
同时，当节点从总线上移除时，控制器会回收已分配的标识符，确保总线资源的合理利用。
四、分析热插拔在Can总线中的应用场景及优势1.应用场景：- 系统扩展：在现有Can总线系统中，可根据需求添加或删除节点，实现系统的灵活配置。
- 设备更换：当需要更换故障设备或升级设备时，可通过热插拔实现设备的替换。
2.优势：- 提高系统可靠性：热插拔无需关闭电源，降低系统故障风险。
- 节省时间成本：无需拆卸和重新配置整个系统，减少维护时间。
热插拔电路
热插拔电路热插拔电路是一种现代电子设备中常见的电路设计，它能够实现在电子设备运行期间对部件进行更换或添加，而无需关闭设备电源。
这种电路设计在计算机、手机、服务器等各种电子设备中得到广泛的应用，为设备的维护和升级提供了便利。
热插拔电路的原理是基于设备的模块化设计，将设备的各个部件分为可热插拔和不可热插拔两类。
可热插拔的部件包括电源、风扇、硬盘、光驱等，而不可热插拔的部件包括主板、CPU等。
在设备运行期间，如果需要更换或添加可热插拔的部件，只需将新部件插入设备中，设备会自动检测新部件并进行相应的配置，无需关闭设备电源或重新启动设备。
实现热插拔电路需要满足以下几个条件：一是设备必须支持热插拔功能，即设备的电路设计需要考虑到可热插拔部件的插拔和检测；二是设备必须具备足够的电源容量和供电能力，以满足新部件的电源需求；三是设备必须具备足够的物理空间和接口，以容纳新部件的插入。
热插拔电路的优点在于它能够实现设备的在线维护和升级，避免了因为设备停机维护而带来的损失。
同时，热插拔电路也能够提高设备的可靠性和可用性，因为它能够实现对故障部件的快速替换，避免了因为故障部件导致设备无法正常工作的情况。
然而，热插拔电路也存在一些缺点。
首先，热插拔电路的设计需要考虑到部件的插拔和检测，这会增加电路的复杂性和成本。
其次，热插拔电路需要满足设备的电源容量和供电能力，这会增加设备的功耗和成本。
最后，热插拔电路需要满足设备的物理空间和接口，这会增加设备的体积和成本。
在实际应用中，热插拔电路的设计需要综合考虑以上因素，以实现最佳的性能和成本。
同时，也需要注意热插拔电路的安全性和稳定性，以避免因为电路设计不当导致设备的损坏或故障。
总之，热插拔电路是一种现代电子设备中常见的电路设计，它能够实现设备的在线维护和升级，提高设备的可靠性和可用性。
然而，热插拔电路的设计需要综合考虑多种因素，以实现最佳的性能和成本。
sdio热插拔原理
sdio热插拔原理
SDIO热插拔原理是基于机械式开关检测SD卡插槽的插拔状态。
当SD卡
插入或拔出时，机械开关断开或闭合，导致引脚电平发生变化，从而产生中断。
系统进入核心ISR，对开关检测引脚进行检测，返回相应的中断标识码。
驱动程序IST处理中断，并根据中断标识码判断是SD插入还是拔出。
为了防止因机械开关抖动导致的状态误判，驱动程序采用延时采样的方法来避免抖动，确保每次插拔只响应一次。
如果发现卡已经拔走，系统会执行
mmc_detach_bus和mmc_bus_put操作，释放总线资源。
热插拔芯片原理
热插拔芯片原理
热插拔芯片的原理是利用电流上升斜率控制技术，通过一个电容来设定电流上升的斜率，从而实现电流的有效控制。
在热插拔控制器启动的时候，输出电压慢慢上升，但是输出电流上升的很快，而且输出电流上升的幅度根据不同的电容负载而不同。
如果负载电容比较大，电流脉冲幅度相对很大，如此大的脉冲电流也会影响系统的正常操作。
热插拔技术是一种广泛应用于计算机硬件领域的接口技术，允许在不关闭系统电源的情况下，将设备或模块插入或拔出系统。
在热插拔过程中，通过芯片控制电流的上升斜率，可以有效地控制电流的峰值，避免因电流过大对系统造成冲击或损坏。
热插拔芯片通常包含驱动电路和控制电路两部分。
驱动电路负责提供足够的驱动电流，使得设备或模块能够正常工作；控制电路则负责监测和控制电流的上升斜率，以避免电流过大对系统造成损害。
在热插拔过程中，控制电路会根据电容负载的大小，自动调整电流上升的斜率，以实现电流的有效控制。
除了控制电流上升斜率之外，热插拔芯片还可以提供过压和欠压保护、过载时利用恒流源实现有源电流限制等功能，甚至还有控制电流上升速率、监控电流强度等功能。
这些功能可以提升系统的稳定性和可靠性，延长设备的使用寿命。
总之，热插拔芯片的原理是通过控制电流上升斜率来实现电流的有效控制，从而在热插拔过程中保护系统免受电流冲击的影响。
这种
技术的应用提高了系统的稳定性和可靠性，延长了设备的使用寿命。
工程技术基础-热插拔知识详解及案例分析
目录第一章热插拔概述 ----------------------------------------------------------------------------------- 21.1历史-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2热插拔常见问题 ---------------------------------------------------------------------------------------- 2第二章热插拔导致的闩锁效应及其防治 -------------------------------------------------------- 42.1闩锁效应及其机理------------------------------------------------------------------------------------- 42.2闩锁的产生条件 ---------------------------------------------------------------------------------------- 62.3闩锁的常见诱发原因---------------------------------------------------------------------------------- 62.4热插拔诱发闩锁的原因分析 ------------------------------------------------------------------------ 62.5闩锁的预防措施 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7第三章热插拔导致的静电问题及其防治 -------------------------------------------------------- 83.1静电产生 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 83.2静电放电失效机理------------------------------------------------------------------------------------- 9第四章热插拔导致的浪涌问题及其防治 ------------------------------------------------------- 114.1浪涌说明 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 114.1.1概念 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.2产生原因---------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.3影响 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 124.2浪涌防治 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 134.2.1交错引脚法------------------------------------------------------------------------------------- 134.2.2热敏电阻法------------------------------------------------------------------------------------- 144.2.3单芯片热插拔控制器 ------------------------------------------------------------------------ 15第五章总线热插拔 ---------------------------------------------------------------------------------- 175.1 I2C总线热插拔---------------------------------------------------------------------------------------- 175.2 I2C总线热插拔案例 --------------------------------------------------------------------------------- 185.3 74LVT16245在总线热插拔中应用 --------------------------------------------------------------- 195.5扩展知识CompactPCI总线热插拔------------------------------------------------------------- 21第六章热插拔最新解决方案-数字热插拔芯片 ------------------------------------------------ 246.1热插拔芯片的理念------------------------------------------------------------------------------------ 246.2典型应用框图 ------------------------------------------------------------------------------------------ 24第一章热插拔概述1.1历史热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，是指将设备板卡或模块等带电接入或移出正在工作的系统，而不影响系统工作的技术。
热交换和热插拔-概述说明以及解释
热交换和热插拔-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热交换和热插拔技术在现代科技领域中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展和普及，我们对设备的性能和效率要求也越来越高。
热交换技术可以通过在设备中实现热能的传递和分配，提高设备的工作效率和稳定性，同时延长设备的使用寿命。
而热插拔技术则可以在设备运行的情况下，实现设备组件的更换和升级，极大地提高了设备的可维护性和灵活性。
本文将重点介绍热交换和热插拔技术的原理和作用，探讨其在各个领域的应用前景和发展趋势。
通过深入了解这两项技术，我们可以更好地把握设备的运行机理，提高设备的性能表现，并为科技领域的持续发展做出贡献。
1.2 文章结构本文将围绕热交换和热插拔这两个概念展开讨论。
首先，将介绍热交换的概念，包括其基本原理和应用领域。
然后，将探讨热交换在工程和科技领域中的重要作用，以及其对系统性能和效率的影响。
接着，将深入探讨热插拔技术的原理，包括其在硬件设备中的应用和优势。
最后，通过总结热交换和热插拔的重要性，展望它们在未来的应用前景。
通过对这两种技术的深入讨论，旨在帮助读者更好地理解热交换和热插拔的意义和作用，以及它们在现代科技领域的重要性。
1.3 目的本文旨在探讨热交换和热插拔技术在现代工程中的重要性以及其应用前景。
通过对热交换和热插拔技术的原理和作用进行分析和讨论，我们可以深入了解这两种技术在不同领域中的应用，为工程师和相关人士提供更多的知识和信息。
同时，我们也希望能够引起读者对热交换和热插拔技术的关注，认识到其在提高设备效率、节约能源和保护环境方面的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够促进热交换和热插拔技术的进一步发展和应用，为工程领域的进步做出贡献。
2.正文2.1 热交换的概念热交换是一种将热量从一个系统传递到另一个系统的过程，而在这个过程中，系统始终保持运行状态，不需要停机。
热交换通常发生在工业生产中的设备中，尤其是涉及到需要稳定温度和热量控制的系统中。
qemu vcpu热插拔原理
qemu vcpu热插拔原理
QEMU是一个开源的虚拟机监视器和模拟器，它允许在一个宿主
系统上运行多个虚拟机。
在QEMU中，虚拟CPU（vCPU）的热插拔是
指在虚拟机运行时动态增加或减少虚拟CPU的数量。
这种功能可以
提高虚拟机的灵活性和性能。
在QEMU中，vCPU的热插拔是通过以下步骤实现的：
1. 检测宿主系统的硬件资源，在进行vCPU的热插拔之前，QEMU会首先检测宿主系统的硬件资源，包括CPU核心数量、内存等
信息。
2. 修改虚拟机配置，在确定可以进行vCPU热插拔的条件下，QEMU会修改虚拟机的配置文件，包括虚拟CPU的数量和分配的资源。
3. 更新虚拟机状态，QEMU会更新虚拟机的状态信息，包括重
新分配虚拟CPU的资源、重新加载虚拟机的配置等。
4. 通知虚拟机操作系统，一旦虚拟机的状态更新完成，QEMU
会向虚拟机内的操作系统发送通知，告知虚拟机操作系统虚拟CPU
的热插拔情况。
5. 虚拟机操作系统响应，虚拟机操作系统收到通知后，会重新
识别和管理新的vCPU资源，使新的vCPU能够被操作系统所利用。
总的来说，QEMU实现vCPU的热插拔原理是通过修改虚拟机配
置和更新虚拟机状态，然后通知虚拟机内的操作系统进行相应的处理。
这样可以实现在虚拟机运行时动态增加或减少虚拟CPU的数量，从而提高虚拟机的灵活性和性能。
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热插拔的工作原理
热插拔的工作原理
热插拔（Hot Swap、Hot Plug、HotDock）是指在系统导电的工作状态下，将模组、卡或连接器插到系统上而不影响系统的操作。
图1所示为热插拔过程，其中左边代表系统及其供电，在供电的输出端有一个电容，右侧有两张卡，这些卡的输入端也有电容。
把卡插入系统之前，输入电容没有被充电；当把卡插入系统时会有一个很大的瞬间电流向输入电容充电，这么大的瞬时电流很可能造成系统供电电压不正常。
热插拔的目的是将高的瞬间电流控制在一个比较低而且合理的水平。
其实现方法有几种，其中使用PTC（正温度系数的热敏电阻），是最简单的方法。
PTC
依靠本身的电流发热改变阻抗，从而降低瞬间电流的幅度，其缺点是反应速度慢，而且长时间使用会影响使用寿命。
MOS管电流检测电阻加上一些简单的电阻电容延迟线路的方法成本低，比较适于低端用途。
最好的方法是采用热插拔芯片，通常该芯片包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻，它除了做基本热插拔之外，还可以提供特殊功能，如控制电流上升速率、做断电器、电源管理以及状态报告等，能够提升系统的工作状态。
热插拔的实现如图2所示，是通过在供电与负载之间串联一个MOS管和一个电流检测电阻完成的。
电流检测电阻的目的是将流过MOS管的信号传给控制线路，控制线路再根据电流设定和计时电路来控制MOS管的导通。
接下来以UCC3915为例说明热插拔过程中输出电流电压的情况。
图3中，左边图形是UCC3915的输出电流、输出电压、即时电容电压的波形，可以看到当输出电流上升到ITRIP时，计时电容开始充电，电压上升，开始计时；如果输出电流超过ITRIP并一直上升到IMAX（设定的最大值），由于此时MOS管工作在线性模式，将最大输出电流限制在这一水平而不让输出电流上升，因此输出电流就会被限制在IMAX。
另一方面，如果计时电容电压达到1.5V，MOS管就会断开，输出电流下降到0。
MOS管断开之后电容会被放电，直到下降到0.5V，然后MOS 管重新启动，此时电流开始上升。
如果输出电流还很高，则会将输出电流限制在IMAX，经过计时后电路又会将MOS管切断，电路将按照这一原理一直工作。
右图中有两组电压和电流的波形，其中一组是没有热插拔的电压电流波形，另外一组是加入了热插拔的电压电流波形。
没有加入热插拔功能的时候，瞬间电流幅度很大，高的瞬间电流幅度造成了系统电压大约1V的下降幅度；当加入了热插拔，这一瞬间电流被限制在一个较低的水平，对系统电压影响较小，从而达到热插拔的目的。
系统中加入热插拔的好处包括：
1）在系统开机情况下将损坏的模块移除，还可以在开机情况下做更新或扩充动作而不影响系统操作；
2）由于热插拔零件的可靠度提升，还可以将它们用做断电器，而且因为热插拔能够自动恢复，有很多热插拔芯片为系统提供线路供电情况的信号，以便系统做故障分析，因此减少了成本。
热插拔非常适合用于高可靠度的系统，如通信电源系统、伺服器电源系统等，也可以用于储存设备的电源供应，因此这些设备需要在系统不断电的情况下更换储存设备或更新。
热插拔也适合于体积较小但可靠度要求很高的电源系统，包括一些主要的规范，如PCI、PCIe、USB、1394等，因此应用相当广泛。
TI的热插拔管理芯片
在选择热插拔芯片时，需要考虑的内容有：
1）热插拔管理芯片的工作电压范围为48V、-48V或低电压12V以内以及电流的限制；
2）保护的模式，可以选择自动恢复或者锁死保护模式；
3）计时电路，做断电器的功能；
4）其他工作状态时的性能，如负载短路时需要高速响应，负载增加时不损坏周边器件。
热插拔启动的瞬间，电流上升速率能够被控制，从而减少噪音和冲击水平；
5）MOS管或电流检测电阻功耗等。
TI推出了很多热插拔产品，并且多个产品中加入了特殊功能以提升热插拔的工作功率，这能够使热插拔MOS管工作在安全区，从而提高产品可靠度、降低成本。
另外一个功能就是di/dt（电流上升的速率），这能够减少噪音和对电路零件的冲击。
TI的热插拔产品主要分为两类：高压热插拔产品，针对48V、-48V 或24V应用；低压热插拔产品，针对3V到15V的应用。
对于高压热插拔产品，又可以分为两类：+48V产品和?48V产品，如图4所示。
48V的产品有TPS2490和2491，这个产品的工作电压从9V到80V，含有一个独特的功能叫做定功率的设定。
?48V的热插拔控制芯片，包括TPS2390、2391、2398和99，这个系列针对简单的热插拔的应用，工作电压从?36到?80V，是8只脚的封装。
第二个?48V的热插拔是TPS2392和TPS2393，是属于全功能?48V 的热插拔产品，除了拥有TPS2390系列的所有功能之外，也含有欠压和过压的设定，提供两只脚做连接器的检测。
其中，定功率是TI的一项独特的技术，图5将定功率限制和一般的线性电流仿真电路作比较，左边的图为一般线性电流仿真电路曲线，MOS管的电流和VDS 呈线性关系；右边的图为定功率曲线，从图中公式可以看到电流与VDS呈非线性。
当负载增加，如果没有定功率限制，图6中左上端的输出电流上升很快，输出电压降低，流过MOS管的功率很可能漂出SOR之外；如果加入了定功率限制功能，左下端的电压电流波形中电流上升很快，向输入电容充电之后下降很快，而且同时保持MOS管工作点一直在SOR之内。
因此只要将定功率限制设定好，就可以不考虑负载的变化，节约了MOS管成本。
负载短路时，如果没有定功率限制，电流将会上冲并超过70A，15微秒后才能恢复到所设定的最大电流5A，这样大的电流幅度很可能损坏线路周边零件；
加入功率限制功能后，电流上升幅度较小，只有20A，只要经过1微秒即可降到所设定的最大电流5A，而对于1微秒、20A的脉冲，MOS管完全工作在安全工作区之内。
对于-48V的一些热插拔产品，有TPS2390、2391、2398、2399，这些芯片都只有8脚，工作电压由-36到-80V，从应用线路看它们的应用很简单，基本上只要考虑最大电流设定，然后是计时电路和TI独特的设计功能叫做电流上升的速率。
在TI的控制芯片中，很多的热插拔产品都会有一个叫做RAMP的引脚作电流上升速率的设定，通常通过一个电容来设定电流上升的斜率。
很多控制器的设计都是采用电压上升斜率控制，当热插拔控制器启动的时候，输出电压慢慢上升，但是输出电流上升的很快，而且输出电流上升的幅度根据不同的电容负载而不同，如果负载电容比较大，电流脉冲幅度相对很大，如此大的脉冲电流也会影响系统的正常操作。
TPS239X系列采用电流上升斜率的导通方法，在启动的时候，输出电流的上升斜率可以依靠RAMP电容设定，RAMP电容越大，上升的斜率越慢，从而减少了系统噪音和冲击的影响。
TI的低电压热插拔产品分为两类：MOS管内置的产品和MOS外置的产品，如图7所示。
MOS管内置的产品包含UCC3912、UCC3915、UCC3918和TPS2420/21等，这些产品的最大允许流过电流是5安培，工作电压由接近0V到12V，MOS
外置的热插拔控制芯片有单路和双路控制芯片，两种单路的控制芯片有TPS2330和TPS2331，双路有TPS2300系列。
热插拔可以应用于很多场合，图8列出了不同设计应用所搭配的热插拔产品，可以根据该表选择适合的热插拔器件。
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