热插拔的危害及防护：从电路原理到实际应用
热插拔的危害及防护：从电路原理到实际应用
热插拔，即带电插拔连接线，是电子设备使用中常见的操作，但如果不注意防护，可能会导致电路损坏。本文通过具体电路实例，详细解释了热插拔可能带来的危害，并提出了相应的防护措施。
热插拔的危害
热插拔就是带电插拔连接线，比如插拔U盘、插拔屏线等。大家经常听说当某人自己给笔记本换屏的时候没有拔电池导致主板和屏双双烧毁，为什么会这样呢？其实很简单，我们用下面的例子来解释一下。
图1：基本电路示意图
假设有一个场景，右边的电路板给左边电路板供电的同时和其通信。如果在正常工作的时候去插拔连接器会发生什么呢？因为插拔连接器的时候免不了会发生歪斜，这样就造成了三根连接线不会同时断开或者接通。
如果发生这样的状况，GND（地线）没有被接通会发生什么呢？要解决这个问题我们需要分析一下电流流动路线。
由于GND连接线被切断，电流就会通过信号线完成闭环，这样一来IC2和IC3就有被烧毁的可能，这取决于电流大小以及IC2和IC3是否具备浪涌防护。若要规避这个问题最好的解决办法是使用两个不同的连接器分别来连接电源和信号（信号连接器也需要GND），当然了两个连接器不可以同时插拔否则就等同于使用一个连接器。
图2：使用两个连接器的解决方案
如果没有条件使用多个连接器，那么需要将GND放在电源和信号之间，这样无论连接器怎么歪斜都不会造成GND最后一个接通。
图3：优化连接顺序的解决方案
当然还可以使用特制连接器，使得GND的插针比别的插针要长，比如USB接口的处理方法。如果你还不放心，可以在信号线和GND之间使用TVS（瞬态电压抑制）防护器件。
实际案例分析
热插拔属于GND未正常连接造成的电路损坏，这样的情况还有很多，比如一个简单的风扇开关控制电路。
这是我刚毕业的时候设计的电路，测试的时候发现启停检测总是检测异常，后来发现启停检测IO被烧毁了。这是因为当开关断开的时候有电流从启停检测流经单片机完成闭环造成单片机损坏。解决这个问题当然也非常简单，把开关放在高边侧就好了。
图4：风扇开关控制电路示意图
如果我们对风扇内部电路结构不了解的话，最好在启停检测线路上做适当的防护。
图5：增加防护措施的电路示意图