電路上電或熱插拔時會產生很大啟動電流和電壓波動，這些現象將影響設備的正常工作，甚至導致整個系統的損害。傳統采用分立元件的保護電路具有可靠性低、維護成本高等缺點，本文介紹的基于IC的熱插拔保護電路在很少的外圍元件下可以實現更高安全性和更低的整體成本。?

　　為了滿足特殊應用的要求，許多系統配置了ESD保護和抗浪涌電流、過流、欠壓、過壓等保護電路，有些保護電路與特殊的工業或行業標準相關，有些則符合特定的標準，如：UL、USB、IEEE、CSA或IEC。熱插拔電路主要用于保護設備或操作人員，一些電源內部帶有可調節的限流功能，以避免在上電時損壞設備。一般的RAID以及電信設備都具有熱插拔保護，以便于改變電路板或磁盤驅動器。?

　　熱插拔電路的最低要求是提供浪涌電流限制，防止在大的容性負載加電時整個系統損壞。限流功能還有助于減小供電電源的尺寸，并防止在連接器接觸時產生電弧。其它熱插拔特性還包括：低等效串聯電阻、斷路器、狀態指示、雙插入點檢測和電源就緒指示。保護電路增加了元器件數量和系統成本，并延長了開發周期和系統測試時間。但是，另一方面，保護電路實現了以低成本減少了設備在運行過程中所存在的隱患，如設備損壞、系統癱瘓延誤工期、人員傷害而引發官司、設備替換，并減少了維修費用和技術維修人員的工資等。?

　　在系統中添加熱插拔電路后，減小了浪涌電流和主電源，可以采用更小的濾波電容，這樣彌補了增加成本的缺點。熱插拔電路為系統帶來的其它好處還有：較細的連線和電路板布線，可以采用廉價的小型連接器，電源通道上允許采用通用的小尺寸元件。?

　　最簡單的限流元件是保險絲，它可以單獨使用或與其它保護元件配合使用，由于保險絲可以有效地防止過流的沖擊，它們在系統中既是必須的(如UL標準的規定)，也是系統遇到災難性故障時的最終防線。標準保險絲的主要缺陷是只能一次性使用，另外一種可替代的小型器件是多重保險絲，這種保險絲的物理尺寸可以根據流過其自身電流所產生的熱量而膨脹或縮短，多重保險絲的工作電壓范圍受溫度的限制，但它能夠自復位，這是相對于標準保險絲的最大優點。?

　　普通熱插拔電路由電容、齊納管和FET構成，如圖1所示。通過對連接在Q1柵、源極之間的電容C1充電達到限制浪涌電流的目的。如果上電期間C1放電，Q1的柵極與源極相當于短路，Q1將維持開路。C1充電時，Vgs增大，Q1緩慢開啟。C1的大小和Q1的Vgs指標確定了Q1的開啟時間和負載電容C2的充電時間。齊納管ZD1用于防止柵-源電壓超出其最大額定值。圖1中Vgs的最大值是±20V，不能承受24V的工業電源或48V的通信電源電壓。周期性地開關電源時，負載電容會放電，而C1保持有足夠的電能維持Q1導通，如果在這種狀況下接通電源，將有較大的浪涌電流流過負載，使得熱插拔保護電路的限流特性大打折扣。圖1電路的另一個不足是：限流功能只在上電時，并且C1放電后起才有效，否則，將無法在過流或短路時為系統提供保護，這也是采用保險絲的主要目的。?

?

　　另外一種熱插拔電路采用PNP晶體管(Q1)和檢流電阻(R1)提供連續的電流檢測和限流功能，見圖2。上電時，電流通過R1和Q2流入負載，如果電流足夠大，在R1上產生的偏置電壓使Q1導通，則Q1通過降低Q2的柵源電壓制約Q2的導通過程。注意，利用一個如圖1中的齊納二極管可以增強Q2的柵源保護能力，防止Q2因柵源電壓超出其額定值或Q1的Vce超出額定值而損壞。該電路的最大好處是始終保持限流功能有效，但由于增加了電阻R1使系統功耗增大。另外，在-40℃至+85℃溫度變化范圍內，隨著Q1 Vbe的變化，限流值將會改變±20%。圖1中的齊納管應該具有足夠小以便保護晶體管，但是還要有足夠高的耐壓保證在整個負載電流范圍內FET能夠完全導通，并且使導通電阻Rds(on)最小。?

?