1.前言

需要更換風扇？簡單地換掉它。想要增加更多存儲容量？沒問題——只需將 500GB SSD 換成 4TB。 

但是我們是否曾經擔心在其中一項活動中我們的服務器可能會自燃？可能不是。一些最終用戶不知道，許多現(xiàn)代電子產品在所謂的“熱插拔”事件期間提供針對電流和電壓尖峰的保護。 

2.什么是熱插拔，你為什么關心？

熱插拔是指用戶在不關閉主機系統(tǒng)電源的情況下連接外部設備或模塊以擴展系統(tǒng)功能或提供定期維護。雖然我們在各種應用程序中看到熱插拔活動，但針對此類事件的保護在復雜系統(tǒng)（如服務器）中至關重要。

（1）帶電插拔，熱插拔功能就是允許用戶在不關閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬盤、電源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對災難的及時恢復能力、擴展性和靈活性等，例如一些面向高端應用的磁盤鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤的熱插拔功能。

（2）具體用學術的說法就是：熱替換（Hot replacement）、熱添加（hot expansion）和熱升級（hot upgrade），而熱插拔最早出現(xiàn)在服務器領域，是為了提高服務器用性而提出的，在我們平時用的電腦中一般都有USB接口，這種接口就能夠實現(xiàn)熱插拔。如果沒有熱插拔功能，即使磁盤損壞不會造成數(shù)據(jù)的丟失，用戶仍然需要暫時關閉系統(tǒng)，以便能夠對硬盤進行更換，而使用熱插拔技術只要簡單的打開連接開關或者轉動手柄就可以直接取出硬盤，而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運行。

正如我們在圖 1 中看到的，熱插拔事件產生的電流或電壓尖峰可能會導致硬件損壞、昂貴的維修、服務器停機或對我們自己或他人的身體傷害。 

圖 1. 由于過壓和過流事件對 IC 造成的損壞。

3.這可能發(fā)生在我們的服務器的什么地方？

許多服務器被設計成高度可配置的——包括我們可以根據(jù)需要換入和換出的模塊，包括風扇、存儲設備（HDD 和 SSD）和電源單元 (PSU)，如圖 2 所示。我們必須仔細考慮附近的保護這些模塊針對熱插拔事件。

圖 2. 包括存儲、風扇和 PSU 在內的服務器組件通常是熱插拔的。

通常，我們可以在模塊或主機系統(tǒng)上設置熱插拔事件保護，如圖 3 所示。由于服務器的高度可配置性，主機系統(tǒng)或背板供應商通常與模塊供應商不同。這使得很難知道保護已經存在于何處，但是如果我們正在設計模塊或背板，那么在服務器中提供冗余保護以防止電涌永遠不會受到傷害。

圖 3. 我們可以在主機系統(tǒng)和模塊上設置熱插拔保護

4.如何防止服務器中的熱插拔事件？

有許多選項可以防止服務器中的熱插拔事件。讓我們來看看一些常見的解決方案。

熔斷器和多熔斷器可以作為低成本解決方案——但隨著時間的推移，占用空間大（如圖 4 所示）、性能下降和維護成本增加可能會超過這一優(yōu)勢。 

圖 4. 保險絲與 TI TPS25942 eFuse 的比較

熱插拔控制器是另一種常見的解決方案。這些器件為外部 FET 和檢測電阻器提供控制邏輯，從而在設置 R DSON和電流上限時實現(xiàn)設計靈活性。然而，對于許多空間受限的服務器應用程序，eFuse可以通過集成外部組件提供必要的保護并節(jié)省寶貴的電路板空間。 

除了集成之外，eFuse 還添加了對服務器至關重要的保護功能。例如，TI 的TPS25942 eFuse 提供熱插拔事件所需的通用保護功能，包括可調電流限制、過壓保護和熱關斷，以及可編程軟啟動、欠壓保護和反向電流阻斷等通用系統(tǒng)保護. 如果發(fā)生熱插拔事件，TPS25942恢復選項包括鎖定和自動重試版本。 

圖 5. TPS25942簡化原理圖。

除了保護功能外，TPS25942還通過向系統(tǒng)提供電源正常、故障和電流監(jiān)控輸出來提供系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。將所有這些功能封裝在 3mm x 4mm QFN 中，很容易看出為什么 eFuse 是我們服務器中熱插拔保護的正確選擇！

因此，下次我們更換風扇或安裝最新的內存技術時，我們的超級甜美服務器不會起火，請記住，這一切都歸功于熱插拔保護。不要忘記在我們的下一個服務器設計中包含用于熱插拔保護的eFuse！