[發明專利]一種新型HOT SWAP控制芯片設計方法

在審

• 申請號: 201410405285.7
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104166766A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王武軍
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及一種控制芯片設計方法，屬于計算機芯片技術領域，具體地說是一種新型HOT?SWAP控制芯片設計方法。?

背景技術

普通的HOTSWAP線路結構，通常分為高精度電阻，大功率MOSFET與控制芯片，控制芯片通過偵測高精度電阻兩端的電壓偵測電流大小，通過偵測的結果利用PMBUS協議反饋給主機，其OCP保護機制也基于此處完成。控制芯片通過控制MOSFET來開關線路，并且保證在熱插拔期間或者線路開啟時，將Inrush?current控制在安全范圍之內。普通的HOT?SWAP線路在LAYOUT時局限較大，具體情況如下：?HOTSWAP?線路在電源輸入的連接器處，連接器通過壓接或者焊接方式通過不同電源層連入主板，需要通過HOT?SWAP線路，需要在輸入端打足夠的過孔，連接到高精度電阻處，而通過高精度電阻后，無法傳輸足夠的電流，需要在高精度電阻與MOSFET間打足夠的過孔，在輸出端需要通過不同電流層傳輸，同樣需要足夠的過孔數量，PCB過孔數量太多，如果服務器主板功耗高時，會造成不必要的無用功率。因為通過偵測電阻兩端電壓來偵測電流大小，所以電流反饋線路非常容易受到干擾，并且此種方式偵測電流的精度受LAYOUT因素影響。因MOSFET在線路中起到開關作用，過電流大小決定使用MOSFET多少，MOSFET數量多時，占用PCB面積過大，對布局影響較大。?

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足和問題，提供一種新型HOT?SWAP控制芯片設計方法，提出的具體方案是：?

一種新型HOT?SWAP控制芯片設計方法，其特征是具體步驟為：

①將MOSFET與控制IC集成為一顆芯片，并且通過電流鏡像原理反饋給控制單元通過MOSFET的電流值大小，通過此單元實現OCP保護功能；

②內部集成MOSFET溫度偵測單元，通過此單元實現OVP保護或者UVLO保護；

③內部數字控制單元，實現電流偵測，溫度偵測，電壓偵測，并存儲到寄存器中，通過PMBUS協議，允許主機訪問寄存器，讀取數據。

所述的步驟①中電流值的大小通過MOSFET矩陣中固定位置挑選其中一顆MOSFET作為基準，此顆MOSFET通過的電流與整顆MOSFET成正比關系，通過偵測流過此顆MOSFET的電流來計算流過整體芯片的電流大小。?

所述的步驟②中偵測VIN端電壓，當電壓高于設定值時，觸發保護OVP保護；當電壓低于設定值時，觸發保護UVLO保護。?

本發明的有益之處是：本專利將MOSFET與控制芯片集成在一起后，利用MOSFET的鏡像電流來偵測通過MOSFET的電流值大小，簡化了傳統HOT?SWAP線路設計，在線路設計方面更簡單，并且對LAYOUT的布局布線更加簡潔，減少了PCB的占用面積，以及設計中所涉及的過孔數量，利用本發明方法設計的控制芯片，線路設計簡單，易于LAYOUT設計，并且可以靈活布局，降低PCB的占用面積。?

具體實施方式

為更好闡釋本發明，現對本發明的內容進行具體描述。?

電流偵測功能實現：?

電流偵測單元是通過鏡像電流原理實現，具體為：在MOSFET矩陣中固定位置挑選其中一顆MOSFET作為基準，此顆MOSFET通過的電流與整顆MOSFET成正比關系，通過偵測流過此顆MOSFET的電流來計算流過整體芯片的電流大小，以目前的MOSFET制造工藝，基本可以將電流控制在±1%以內。

FET?Control模塊實現：?

1）?Gate?drive功能實現：VBST?pin需要在線路中連接電容到Vout端，以提供NMOS足夠的Vgs電壓。

2）Soft?Start?功能實現：SS?pin需要在外部連接一顆MLCC電容，Soft?Start模塊中有一個固定的電流源對外部MOSFET充電，并偵測電容的電壓來調整驅動MOSFET電壓值得大小，通過此功能延長MOSFET在可變電阻區的時間，并控制MOSFET的阻抗，來調整在開啟時MOSFET過電流的大小。?

保護模塊實現：?

1）?OCP保護實現：?電流偵測模塊會將偵測到的電流大小反饋到保護模塊中，其反饋回來的信號為電壓值，此電壓值會跟OCP保護模塊中的比較器進行比較，當電壓高于設置電壓時，將同種控制模塊進行保護。

2）OVP保護，偵測VIN端電壓，當電壓高于一定值時，將通知控制芯片觸發保護。?

3）UVLO保護，欠壓保護，偵測VIN端電壓，當電壓低于一定值時，將通知控制芯片觸發保護。?