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热插拔的电路设计?

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一、热插拔的电路设计?

热插拔电路设计应用非常广泛,作用是对热插拔的设备的元器件、芯片的一种保护措施。通常热插拔采用对信号进行隔离缓冲处理,采用244,245等器件来处理。并且在输入信号增加限流电阻和0.1uF滤波电容,对于输出信号通常直接由 244,245输出即可。还有,除了过缓冲隔离之外,对于PCI接口等信号,通常还需要控制其上电,这也就是PCI总线的热插拔技术。

普通硬盘热插拔

以前的硬盘磁头不具备自动停靠的功能,在通电状态下磁头是“飞行”在盘片上面的,当系统断电之前,必须用一条叫“Park”的专用命令,来让磁头归位。否则,就有可能因为盘片瞬间停转而磁头来不及归位,造成盘片被磁头“铲伤”。

硬盘只有当读取数据的时候,磁头才会飞行在盘片表面。一读取动作结束,磁头立即自动归位停靠。同时,硬盘都具备延时断电的功能。即当系统供电突然丢失时,硬盘本身的控制器能自动探测到这个变化,然后强迫磁头停止当前读写指令的执行,并使磁头正常归位。这个设计大大加强了硬盘在意外断电情况下的安全系数。 所以,盘片损伤的可能性其实是极低的。但这并不意味着热插拔硬盘是毫无危险的。因为开机状态下带电插拔硬盘,都会产生一个瞬时的冲击电流,过去我们认为这是造成硬盘带电插拔损坏的罪魁祸首。然而事实上,硬盘电源接口电路对这种瞬间电流的变化的宽容度是比较大的,绝大多数时候并不会导致硬盘电路板被烧毁。真正的危险来自于硬盘的数据线!在带电状态下插拔硬盘数据线,数据线上也会产生不正常的瞬间电流和压降,导致多个精密控制芯片被烧毁,这才是真正的“硬盘杀手”。

因此,只要我们能保证插拔电源线和数据线的顺序正确,即“插”硬盘的时候先接数据线,后接电源线;“拔”硬盘的时候正相反,先拔电源线,后拔数据线。这样,硬盘热插拔就不是天方夜谭!

应该感谢微软!是它把Windows操作系统的硬件在线识别和即时禁用功能做得如此完美,才让硬盘热插拔并且即插即用成为可能。首先,Windows系统可以绕过系统BIOS的设置,自行管理所有硬件,这是硬盘即插即用的第一要素。此外,在Windows设备管理器的“操作”菜单中,有一个“扫描检测硬件改动(A)”功能。当硬盘在开机状态下被插到系统中后,运行这个扫描检测功能,就能使新硬盘被操作系统识别并且正常使用。而在开机状态下拔出硬盘前,由于Windows会自动监测和向硬盘写数据,因此必须先将这个设备卸载,以使操作系统停止一切对该硬盘的操作,这时就可以安全地拔下硬盘了。

为验证以上观点,笔者亲手操作了一下,以下是操作步骤:将硬盘的跳线设置到CS(Cable Select,电缆选择)状态,插上硬盘数据线和电源线,在设备管理器的“操作”菜单中扫描检测硬件改动,完成之后,新硬盘即可以开始正常操作了。

热拔的步骤与此类似,先在设备管理器中找到该硬盘选择“卸载”,再将电源线拔下,确定硬盘已经停转后,即可拔下数据线。至此,硬盘被彻底热拔除。

由于是带电插拔,瞬间电流和电压的变化,有可能导致系统死机,但热插拔硬盘经笔者的长期操作验证从未导致过硬盘烧毁。不过这毕竟是非常规的硬盘安装和使用方法,硬盘存在热插拔和即插即用的可行性,但普通用户最好不要轻易模仿。

一般的外设,像软驱、光驱甚至是硬盘都可以使用热插拔,在安装时记住要先插数据线,后插电源线,拆下时刚好相反,只要您注意步骤正确,完全就可以把热插拔玩弄于股掌之间。

不过在硬盘热插拔时要注意,一定要使用同一个型号的硬盘,因为您硬盘的型号数据还存储在主板的BIOS里,这个是无法修改的,而软驱、光驱就没有这个问题了,您可以大胆的使用热插拔。

二、使用DC-DC电源模块要注意什么?

注意以下几点。

1、DC-DC电源模块有升压和降压两种,有电源隔离作用,按需求进行选择。

2、注意纹波干扰。DC-DC电源模块是由开关振荡电路来完成的,其本身也会发生共模、差模噪声的搅扰。

3、注意负载的选择。为确保模块电源长时间工作的可靠性性,模块工作在不低于10%额定功率上。

4、可选择外接吸收电容,根据实际情况而定。

5、注意输入电压的选择。电源模块都具有宽电压输入范围,但是当输入电压超过电源模块设定的最大输入电压时,可能会造成电源的永久性损坏。

6、不要热插拔。一般的电源模块不支持热插拔功能,热插拔会造成高压尖峰,可能会导致电源产品永久性损坏。

三、热插拔为何会烧坏电源硬件?

产品热插拔的时候,可能会带来瞬时的大电流,这种大电流,是一种震荡波,首先,可能直接破坏芯片或器件,而是激发芯片产生大电流的latchup效应,最后烧坏芯片或器件。

某产品试用时,插拔时频频出现损坏,经过比对电性分析,发现电性明显异常,进行EMMI测试,发现芯片表面异常亮点,在显微镜下,发现铝线烧损,判断是大部分返修单板均是由于EOS导致内部铝线融化,导致芯片失效。

四、为什么热插拔会损坏电路板?

产品热插拔的时候,可能会带来瞬时的大电流,这种大电流,是一种震荡波,首先,可能直接破坏芯片或器件,而是激发芯片产生大电流的latchup效应,最后烧坏芯片或器件。

某产品试用时,插拔时频频出现损坏,经过比对电性分析,发现电性明显异常,进行EMMI测试,发现芯片表面异常亮点,在显微镜下,发现铝线烧损,判断是大部分返修单板均是由于EOS导致内部铝线融化,导致芯片失效。

五、冲击电流怎么计算?

冲击电流的计算方法因具体情况而异,一般需要考虑电路中元器件的参数、电源的特性、负载的特性等多个因素。以下是一种常见的计算方法:

首先需要确定负载电路的等效电路图,并计算出负载电阻或阻抗。

根据电源的特性和负载的特性,计算出电路中各个元器件的参数,包括电容、电感、电阻等。

根据电路中的元器件参数和负载电路的等效电路图,计算出电路的传输函数或阻抗函数。

根据传输函数或阻抗函数,结合负载电路的等效电路图,计算出电路中的冲击响应。

根据冲击响应,计算出冲击电流。

需要注意的是,冲击电流的计算方法比较复杂,需要对电路和元器件有一定的了解和掌握。在实际工程应用中,可以参考相关标准和手册,或者借助专业软件进行计算。同时,在设计和使用电路时,也需要注意合理选择元器件和设计参数,以保证电路的安全性和可靠性。

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