什么是带电插拔

热插拔是指在不关闭系统电源的情况下，在不影响系统正常运行的情况下，将模块和主板插入或拔出系统，从而提高系统的可靠性、快速可维护性、冗余性和及时恢复能力。

热插拔是指在不关闭系统电源的情况下，在不影响系统正常运行的情况下，将模块和主板插入或拔出系统，从而提高系统的可靠性、快速可维护性、冗余性和及时恢复能力。对于大功率模块化电源系统，热插拔技术可以在保持整个电源系统电压的同时，替换出现故障的电源模块，保证模块化电源系统中其他电源模块的正常运行。

功能特点

热插拔或热插拔是指热插拔。热插拔功能允许用户在不关闭系统和切断电源的情况下，取出和更换损坏的硬盘、电源或主板，从而提高系统及时从灾难中恢复的能力、可扩展性和灵活性。例如，一些高端应用的磁盘镜像系统可以提供磁盘热插拔功能。学术上来说，有:热替换、热扩展、热升级。热插拔技术是实现电源连续运行和不间断维护的关键技术。供电设备关键部件的冗余备份、故障电源的更换以及在不中断系统运行的情况下对系统进行扩展是提高供电系统可靠性最有效的方法，因此电源热插拔技术越来越受到重视。

热插拔功能在电源设计中非常重要。在具有容错电源架构的应用系统中，要求具有热插拔功能，以满足零停机时间的要求。在热插拔过程中，热插拔功能应避免电压和电流的明显波动。

热插拔最早出现在服务器领域，是为了提高服务器的可用性而提出的。一般我们用的电脑一般都有USB接口，可以实现热插拔。如果没有热插拔功能，即使磁盘损坏没有数据丢失，用户仍然需要暂时关闭系统，以便更换硬盘。

使用热插拔技术，只需打开连接开关或转动手柄就可以直接取出硬盘，系统仍然可以不间断地正常运行。

原理介绍

根据热插拔的定义，热插拔应该包括电源热插拔和信号热插拔。

为了实现电源的热插拔，需要将电源总线上的瞬态浪涌电流控制在相对较低的水平。在电源热插拔设计中加入可更换电源模块，将电源总线上的瞬态浪涌电流限制在较低水平，同时整个系统的电压不会下降，避免了热插拔过程给电源系统带来的危害，从而实现了电源热插拔的目的。

可以看出，电源的热插拔功能主要是通过限流来实现的。实现的方式主要有两种:一种是PTC电阻(正温度系数热敏电阻)限制电流，通过加热自身电流来改变其阻抗，从而降低电流的幅度，其缺点是反应速度慢，长期使用会影响其使用寿命；另一种是MOS管通断法，反应速度快，使用寿命长。

信号热插拔的目的是将信号线与系统处理器适当“隔离”，并在模块断电前终止所有通信。当电源模块没有增加信号热插拔设计时，信号线上会产生瞬态电压，可能导致系统通信异常。增加信号热插拔设计时，将瞬态电压限制在合理水平，提前通知系统处理器终止通信任务，实现信号热插拔。目前，信号热插拔功能主要通过信号线串联缓冲器来实现。

热插拔过程

热插拔过程如图，左侧代表系统及其电源，电源输出端有一个电容，右侧有两张卡，这些卡的输入端也有电容。在将卡插入系统之前，输入电容没有充电；当卡插入系统时，会有很大的瞬时电流给输入电容充电。如此大的瞬时电流可能导致系统电源电压异常。

如下图所示，热插拔是通过在电源和负载之间串联一个MOS管和一个电流检测电阻实现的。电流检测电阻的作用是将流经MOS管的信号传输到控制电路，控制电路再根据电流设定和定时电路控制MOS管的导通。

热插拔的优点

向系统添加热插拔的好处包括:

当系统通电时，可以移除损坏的模块，当系统通电时，可以在不影响系统操作的情况下更新或扩展损坏的模块。

由于热插拔部件的可靠性提高，也可以作为断路器使用，而且由于热插拔部件可以自动恢复，所以有很多热插拔芯片为系统提供线路电源信号进行故障分析，从而降低了成本。

电路设计

早期热插拔技术的路径主要依靠电容和电感来实现对冲击的瞬时抑制，但这种方法可能会对电源造成巨大的冲击，然后系统可能会复位并重启。后来依靠三极管技术和分立器件技术，通过使用新的热插拔芯片，逐渐实现热插拔技术的电流控制目标。

卡式电源的热插拔

玲玲儿公司开发的LTC4218是专为卡式电路设计的热插拔控制器。其工作电压范围为2.9V至26.5V。控制器内部有一个开关控制器，可以控制电源外部的N通道，并允许电路板在充电时拔出和插入。标配各种可控阀门，特殊12V版本，包括各种特殊设计。同时控制器还可以调节电流和控制电压，电源具有良好的监控功能。该设计提供精度为5%的电流折返功能。限制电流时，使用不同的电阻进行调整，还包括一个可以参考电位的电流监控输出。

卡冗余电源的热插拔

LTC4236作为冗余电源供电的卡系统中的控制芯片，有一个二极管通道用于单通道控制，专门控制冗余电源或控制电流。在冗余电源管理过程中，可以实现冗余电源的安全插拔操作，其控制电源维持在9V ~ 18V之间。在电流监控输出的控制下，可以将峰值电流控制在1微秒以内。它具有可调节的折叠功能，从而实现平滑的切换功能，而不会振荡。控制器坏了之后，还可以执行人为锁定操作。控制器出现故障时，其卡操作功能如下:12v电源为输入冗余电源，电源两端分别设置在卡槽内旋下。当控制器可以连接卡槽时，分别有正电源和负电源触点电路，可以方便电路的正常工作。两个控制模块均由控制卡槽控制，实现冗余电源的逻辑控制，实现二极管间的近零控制。

当电流超过极限时，控制器将关闭；当FB引脚的电位下降时，它将与R6连接，该引脚将由高电位电源故障控制，引脚芯片将有控制开关。当电压处于高电平时，会接通电源给MOSET，提前暂时关断几个控制电源，然后电源芯片接通电路。当电源故障发生时，从接通到小功率的电路将被关闭。