CN103078290B - 业务板卡欠压保护的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种业务板卡欠压保护的方法和装置。涉及通信技术领域。解决了对业务板卡进行欠压保护不当而导致设备整机瘫痪的问题。具体的，欠压保护的装置可以包括：可变电压电路，所述可变电压电路的第一端与电源正极相连接，所述可变电压电路的第二端与电源负极相连接，所述可变电压电路的第三端与热插拔控制芯片的UVLO输入端相连接，所述可变电压电路用于改变所述热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压。可应用于欠压保护中。

Description

业务板卡欠压保护的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及通信设备的业务板卡欠压保护的方法和装置。

背景技术

现代通信设备中，机架式设备形态实现越来越普遍，该方式的最大优点就是支持的业务板卡可随用户需求灵活配置。

机架式设备上配置的业务板卡普遍支持热插拔，通常可以使用专用热插拔控制器芯片和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)场效应管的方案来解决热插拔的缓上电控制过程，同时热插拔控制器芯片还提供了UVLO(Under Voltage Lock Out，欠压锁定)功能，即当输入电源电压由于某种原因出现降低，且当其规定分压点的电压低于其内部基准参考电压(可由热插拔控制器芯片内部提供)时，热插拔控制器芯片便停止对业务板卡的后续电路供电，以达到保护整机电源目的。

图1为欠压保护装置图，热插拔控制器芯片的UVLO功能普遍采用固定欠压保护装置对输入电源电压进行合理分压后，把分压点V_T连接到热插拔控制器芯片的UVLO引脚，热插拔控制器芯片可以对UVLO引脚的电压与基准参考电压进行比较。

现有通信设备设计中，由于，所有业务板卡采用同样的电阻进行分压，即分压比相同，输入电源的V_T值全部相同，因此，当电源出现欠压事件时，通信设备机架上所有运行的业务板卡都会进行欠压保护，即设备全部掉电，进而导致设备工作中断，降低了设备的可靠性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种欠压保护的方法和装置，解决了由于设备供电不足而导致设备整机掉电的严重问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种业务板卡欠压保护的方法，包括：

可变电压电路，所述可变电压电路的第一端与电源正极相连接，所述可变电压电路的第二端与电源负极相连接，所述可变电压电路的第三端与热插拔控制芯片的欠压锁定UVLO输入端相连接，所述可变电压电路用于改变所述热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压。

在第一种可能实现的方式中，所述可变电压电路包括第一子电路和第二子电路，其中，所述第一子电路为所述第一端与所述第三端之间的电路，所述第二子电路为所述第二端与所述第三端之间的电路；

所述第二子电路包括可变电阻单元。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述可变电阻单元为可控制接通电阻。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述可变电阻单元包括：至少一个电路控制模块、和至少两个电阻；

其中，所述至少两个电阻之间串联连接，所述至少一个电路控制模块中任意一个电路控制模块分别与所述至少两个电阻中的至少一个电阻并联连接，处于开启状态的所述至少一个电路控制模块用于将相对应电阻短接。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电路控制模块的第一端与所述电源负极相连接，所述电路控制模块的第二端与任意两个相邻电阻之间的连线相连。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述电路控制模块包括：至少一个CMOS场效应管、控制单元，所述CMOS场效应管的源极与所述电源负极相连接，所述CMOS场效应管的漏极与任意两个相邻电阻之间的连线相连，所述CMOS场效应管的栅极与所述控制单元相连接，所述控制单元用于向所述栅极施加正向电压，以便使CMOS场效应管处于开启状态。

结合第一方面的第四种可能的实现方式或第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述电路控制模块为：可控电路开关；和/或

所述欠压保护的装置还包括电容，所述电容两端分别与所述第三端和所述电源负极相连。

第二方面，提供一种业务板卡欠压保护的方法，应用于第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第七种可能的实现方式中任意一种方式提供的业务板卡欠压保护的装置，包括：

所述欠压保护的装置通过所述可变电压电路设置所述第三端的电压；

通过所述热插拔控制芯片判断所述电压是否小于其内部基准参考电压；

若小于，则停止向业务板卡后续电路进行供电。

在第一种可能的实现方式中，所述通过所述可变电压电路设置所述第三端的电压包括：

通过所述可变电压电路形成与所述欠压保护的装置相连接的业务板卡的一种对输入欠压的敏感优先级；

通过所述可变电压电路并根据所述业务板卡的优先级高低设置所述第三端的电压。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述通过所述可变电压电路并根据所述业务板卡的优先级高低设置所述第三端的电压包括：

根据所述优先级高低设置所述可变电阻单元的阻值，所述优先级越高所述可变电阻单元的阻值越大；和/或

所述根据所述优先级高低设置所述可变电阻单元的阻值包括：

根据所述优先级高低开启或关闭所述电路控制模块，以便改变所述可变电阻单元的阻值。

本发明实施例提供的欠压保护的方法和装置，采用上述方案后，通过可变电压电路使得第三端的电压值是可变的，进而使得热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压是可变的，这样，使得在欠压保护的装置可以根据连接的不同业务板卡的优先级来设置第三端的电压值，进而可以改变欠压保护的装置对业务板卡的欠压保护优先级即保护方式，使得在发生欠压事件后，不会使得机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即不会使得设备全部掉电，而是使优先级越低的业务板卡对欠压事件敏感度越高(即越容易进入欠压保护状态)，优先级较高的业务板卡对欠压事件敏感度越低(即可以继续工作)，增加了设备的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中欠压保护装置的结构示意图；

图2为本实施例提供的一种欠压保护装置的结构示意图；

图3为本实施例提供的另一种欠压保护装置的结构示意图；

图4为图3提供的欠压保护装置的一种实施情况的结构示意图；

图5为图3提供的欠压保护装置的另一种实施情况的结构示意图；

图6为图4提供的欠压保护装置的一种实施情况的结构示意图；

图7为本实施例提供的一种欠压保护的方法示意图；

图8为本实施例提供的另一种欠压保护的方法示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了可以更清楚的对本实施例进行理解，首先对现有技术中的欠压保护的方法进行简单描述。

图1为现有技术中的欠压保护装置结构示意图，其中，第三端V_T的电压值为电阻R1与R2的分压值，热插拔控制芯片将V_T与基准参考电压进行比较。

若V_T低于基准参考电压，则启动欠压保护，即不向与之连接的业务板卡继续供电，具体可以包括：热插拔控制芯片不向CMOS场效应管Q的栅极施加正电压，进而使得CMOS场效应管Q的源极与漏极不导通；若V_T不低于其内部基准参考电压，则不启动欠压保护，即向与之连接的业务板卡继续供电，具体可以包括：热插拔控制芯片向CMOS场效应管Q的栅极施加正电压，进而使得CMOS场效应管Q的源极与漏极导通。

但是，由于所有模块采用同样的电阻进行分压，即分压比相同，输入电源的V_T值全部相同，因此，当电源出现欠压事件时，机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即设备全部掉电，进而导致设备工作中断，降低了设备的可靠性。

为了解决上述问题，本实施例提供一种欠压保护的装置，如图2所示，可以包括：

可变电压电路1，可变电压电路1的第一端a与电源正极相连接，可变电压电路1的第二端b与电源负极相连接，可变电压电路1的第三端c与热插拔控制芯片2的欠压锁定UVLO输入端d相连接，可变电压电路1用于改变热插拔控制芯片2的UVLO输入端d的电压。

采用上述方案后，通过可变电压电路使得第三端的电压值是可变的，进而使得热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压是可变的，这样，使得在欠压保护的装置可以根据连接的不同业务板卡的优先级来设置第三端的电压值，进而可以改变欠压保护的装置对业务板卡的欠压保护优先级即保护方式，使得在发生欠压事件后，不会使得机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即不会使得设备全部掉电，而是使优先级越低的业务板卡对欠压事件敏感度越高(即越容易进入欠压保护状态)，优先级较高的业务板卡对欠压事件敏感度越低(即可以继续工作)，增加了设备的可靠性。

本实施例提供另一种欠压保护的装置，该装置是对图3提供的装置的进一步扩展，如图3所示，可以包括：

可变电压电路1，可变电压电路1的第一端a与电源正极相连接，可变电压电路1的第二端b与电源负极相连接，可变电压电路1的第三端c与热插拔控制芯片2的UVLO输入端d相连接，可变电压电路1用于改变热插拔控制芯片2的UVLO输入端d的电压。

作为本实施例的一种实施方式，为了使不同优先级不同的业务板卡的欠压保护优先级不同，则可以使第三端c的电压(即改变热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压)为可变的，在基准参考电压与电源不变的情况下，若不同业务板卡的第三端c的电压不同，则第三端c的电压越高业务板卡的欠压保护优先级越高。

作为本实施例的一种优选的实施方式，优先级越高的业务板卡的第三端c的电压越高(即小于基准参考电压的概率越小)，优先级越低的业务板卡的第三端c的电压越低(即小于基准参考电压的概率越大)，这样，使得优先级越低的业务板卡的欠压事件敏感度越高(即容易中断工作)，优先级越高的业务板卡的欠压事件敏感度越低(即不容易中断工作)，进而使得不同优先级的业务板卡不会同时进入欠压保护状态(即欠压保护优先级不同)。

进一步的，可变电压电路1可以但不限于包括第一子电路11和第二子电路12，其中，第一子电路11为第一端a与第三端c之间的电路，第二子电路12为第二端b与第三端c之间的电路。

作为本实施例的一种实施方式，可以通过改变第二子电路12中的电阻阻值来改变第三端c的电压。

进一步的，第二子电路12可以包括可变电阻单元121。所述可变电阻单元121的一端与所述第二端b连接；所述可变电阻单元121的另一端与所述第三端c连接。

可变电阻单元121的阻值越大，第三端c的电压越高，可变电阻单元121的阻值越小，第三端c的电压越低。

进一步的，可变电阻单元121可以但不限于为可控变阻器。

作为本实施例的一种实施方式，可以通过业务板卡上的控制单元形成到与之连接的业务板卡的一种对输入欠压的敏感优先级，并根据该优先级设置可控变阻器的阻值。

本实施例对处理器形成优先级的方法不作限定，可以根据实际需要进行设定，在此不再赘述。

进一步的，如图4所示，可变电阻单元121还可以但不限于包括：至少一个电路控制模块1211、和至少两个电阻1212；

其中，至少两个电阻1212之间串联连接，至少一个电路控制模块1212中任意一个电路控制模块1211分别与至少两个电阻1212中的至少一个电阻并联连接，处于开启状态的至少一个电路控制模块用于将至少一个电阻短接。

进一步的，电路控制模块1211的第一端与电源负极相连接，电路控制模块1211的第二端与任意两个相邻电阻之间的连线相连。

作为本实施例的一种实施方式，如图4所示，以包括两个电路控制模块(Q1、Q2)、三个电阻(R21、R22、R23)为例进行说明。

具体的，Q1并联在R22和R23两端，当Q1开启(即R22、R23被短接)时，只有R1和R21对电源进行分压，当Q1关闭(即R22、R23不被短接)时，R1、R21、R22、R23对电源进行分压。不难看出，Q1开启时的第三端c的电压V_T比Q1关闭时的第三端c的电压V_T低(即Q1开启比Q1关闭优先进行欠压保护)，因此，可以通过控制Q1开启与关闭来调整V_T，进而改变欠压保护装置对业务板卡的欠压保护优先级。

Q2并联在R23两端，当Q2开启(即R23被短接)时，只有R1、R21、R22对电源进行分压，当Q2关闭(即R23不被短接)时，R1、R21、R22、R23对电源进行分压。不难看出，Q2开启时的第三端c的电压V_T比Q2关闭时的第三端c的电压V_T低(即Q2开启比Q2关闭优先进行欠压保护)，因此，可以通过控制Q2开启与关闭来调整V_T，进而改变欠压保护装置对业务板卡的欠压保护优先级。

值得说明的是，可以单独对Q1或Q2进行控制，也可以同时对Q1和Q2进行控制，在此不再限定。

另外，如图5所示，还可以将Q1与R22并联连接；或者，将Q1并联在R21、R22两端；或者，将Q1与R21并联连接，且将Q2与R23并联连接，其他电路控制模块与电阻的连接方式在此不再赘述。

作为本实施例的一种实施方式，可以通过业务板卡上的控制单元形成到与之连接的业务板卡的一种对输入欠压的敏感优先级，并根据该优先级设置Q1和Q2的开启或关闭。

进一步的，电路控制模块可以但不限于包括：CMOS场效应管至少一个CMOS场效应管、控制单元，CMOS场效应管的源极与电源负极相连接，CMOS场效应管的漏极与任意两个相邻电阻之间的连线相连，CMOS场效应管的栅极与控制单元相连接，控制单元用于向栅极施加正向电压，以便使CMOS场效应管处于开启状态。

作为本实施例的一种实施方式，如图6所示，以包括两个CMOS场效应管(Q1和Q2)为例进行说明，且控制单元为74LS373。

具体的，将74LS373的两个输出端口分别通过电阻RS1和RS2与Q1和Q2的栅极相连，业务板卡上的控制单元可以通过软件来控制74LS373相应输出信号，当输出高电平时，CMOS场效应管的源极和漏极导通，把相应并接的电阻短路，从而改变V_T。

进一步的，电路控制模块还可以但不限于为：可控电路开关。

本实施例对电路控制模块不作限定，可以根据实际需要进行设定，在此不再赘述。

进一步的，欠压保护的装置还包括电容C1，所述电容C1两端分别与第三端c和电源负极相连，可以用于消除输入电源引进到第三端c上的脉冲干扰。

为了可以更清楚的对本实施例带来的有益效果进行说明，下面列举一个具体的例子。

下面以Maxim公司的MAX5947热插拔控制芯片为例，来说明三种不同优先级的业务板卡所连接的热插拔控制芯片的UVLO欠压保护容忍能力，具体如下表所示：

上表的实例可以说明：对于MAX5947热插拔控制芯片，选择如表中的R1、R21、R22、R23电阻值时，高优先级的业务板卡所连接的欠压保护装置的欠压容忍度可以高达60％，低优先级的业务板卡所连接的欠压保护装置的欠压容忍度可以高达20％。

注：欠压容忍度的计算公式可以为：

优先级(高)＝{1-Vref*(R1+R21+R22+R23)÷Vin÷(R21+R22+R23)}％；

优先级(中)＝{1-Vref*(R1+R21+R22)÷Vin÷(R21+R22)}％；

优先级(低)＝{1-Vref*(R1+R21)÷Vin÷R21}％。

采用上述方案后，通过可变电压电路使得第三端的电压值是可变的，进而使得热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压是可变的，这样，使得在欠压保护的装置可以根据连接的不同业务板卡的优先级来设置第三端的电压值，进而可以改变欠压保护的装置对业务板卡的欠压保护优先级即保护方式，使得在发生欠压事件后，不会使得机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即不会使得设备全部掉电，而是使优先级越低的业务板卡的欠压事件敏感度越高(即越容易进入欠压保护状态)，优先级较高的业务板卡的欠压事件敏感度越低(即可以继续工作)，增加了设备的性能。

本实施例提供一种欠压保护的方法，该方法应用于图2至图6中任意一幅图所示的欠压保护的装置中，如图7所示，可以包括：

701、欠压保护的装置通过可变电压电路设置第三端的电压；

702、通过热插拔控制芯片判断第三端的电压是否小于其内部基准参考电压；

703、若小于，则停止向业务板卡进行供电。

采用上述方案后，通过可变电压电路使得第三端的电压值是可变的，进而使得热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压是可变的，这样，使得在欠压保护的装置可以根据连接的不同业务板卡的优先级来设置第三端的电压值，进而可以改变欠压保护的装置对业务板卡的欠压保护优先级即保护方式，使得在发生欠压事件后，不会使得机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即不会使得设备全部掉电，而是使优先级越低的业务板卡的欠压事件敏感度越高(即越容易进入欠压保护状态)，优先级较高的业务板卡的欠压事件敏感度越低(即可以继续工作)，增加了设备的性能。

本实施例提供另一种欠压保护的方法，该方法是对图7所示的方法的进一步扩展，如图8所示，可以包括：

801、欠压保护的装置通过可变电压电路形成与欠压保护的装置相连接的业务板卡的一种对输入欠压的敏感优先级。

802、通过可变电压电路并根据业务板卡的优先级高低设置第三端的电压。

进一步的，通过可变电压电路并根据业务板卡的优先级高低设置第三端的电压可以但不限于包括：

根据优先级高低设置可变电阻单元的阻值，优先级越高可变电阻单元的阻值越大。

进一步的，根据优先级高低设置可变电阻单元的阻值可以但不限于包括：

根据优先级高低开启或关闭电路控制模块，以便改变可变电阻单元的阻值。

803、通过热插拔控制芯片判断第三端的电压是否小于其内部基准参考电压。

804、若小于，则停止向业务板卡进行供电。

采用上述方案后，通过可变电压电路使得第三端的电压值是可变的，进而使得热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压是可变的，这样，使得在欠压保护的装置可以根据连接的不同业务板卡的优先级来设置第三端的电压值，进而可以改变欠压保护的装置对业务板卡的欠压保护优先级即保护方式，使得在发生欠压事件后，不会使得机架上所有运行业务板卡都会进行欠压保护，即不会使得设备全部掉电，而是使优先级越低的业务板卡的欠压事件敏感度越高(即越容易进入欠压保护状态)，优先级较高的业务板卡的欠压事件敏感度越低(即可以继续工作)，增加了设备的性能。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，包括：可变电压电路，所述可变电压电路的第一端与电源正极相连接，所述可变电压电路的第二端与电源负极相连接，所述可变电压电路的第三端与热插拔控制芯片的欠压锁定UVLO输入端相连接，所述可变电压电路用于改变所述热插拔控制芯片的UVLO输入端的电压；

其中，所述业务板卡欠压保护的装置还包括：业务板卡；

所述业务板卡欠压保护的装置用于根据所述业务板卡的优先级设置所述可变电压电路的第三端的电压。

2.根据权利要求1所述的业务板卡欠压保护装置，其特征在于，所述可变电压电路包括第一子电路和第二子电路，其中，所述第一子电路为所述第一端与所述第三端之间的电路，所述第二子电路为所述第二端与所述第三端之间的电路；

所述第二子电路包括可变电阻单元；所述可变电阻单元的一端与所述第二端连接；所述可变电阻单元的另一端与所述第三端连接。

3.根据权利要求2所述的业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，所述可变电阻单元为可控制接通电阻。

4.根据权利要求2所述的业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，所述可变电阻单元包括：至少一个电路控制模块、和至少两个电阻；

其中，所述至少两个电阻之间串联连接，所述至少一个电路控制模块中任意一个电路控制模块分别与所述至少两个电阻中的至少一个电阻并联连接，处于开启状态的所述至少一个电路控制模块用于将所述至少一个电阻短接。

5.根据权利要求4所述的业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，所述电路控制模块的第一端与所述电源负极相连接，所述电路控制模块的第二端与任意两个相邻电阻之间的连线相连。

6.根据权利要求5所述的业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，所述电路控制模块包括：至少一个CMOS场效应管、控制单元，所述CMOS场效应管的源极与所述电源负极相连接，所述CMOS场效应管的漏极与任意两个相邻电阻之间的连线相连，所述CMOS场效应管的栅极与所述控制单元相连接，所述控制单元用于向所述栅极施加正向电压，以便使CMOS场效应管处于开启状态。

7.根据权利要求4或5所述的业务板卡欠压保护的装置，其特征在于，所述电路控制模块为：可控电路开关；和/或

所述欠压保护的装置还包括电容，所述电容两端分别与所述第三端和所述电源负极相连。

8.一种业务板卡欠压保护的方法，其特征在于，应用于权利要求1至7中任意一项所述的业务板卡欠压保护的装置，包括：

所述欠压保护的装置通过所述可变电压电路设置所述第三端的电压；

通过所述热插拔控制芯片判断所述第三端的电压是否小于其内部基准参考电压；

若小于，则停止向业务板卡后续电路进行供电；

其中，所述通过所述可变电压电路设置所述第三端的电压包括：

通过所述可变电压电路形成与所述欠压保护的装置相连接的业务板卡的一种对输入欠压的敏感优先级；

通过所述可变电压电路并根据所述业务板卡的优先级高低设置所述第三端的电压。

9.根据权利要求8所述的业务板卡欠压保护的方法，其特征在于，

所述通过所述可变电压电路并根据所述业务板卡的优先级高低设置所述第三端的电压包括：根据所述优先级高低设置可变电阻单元的阻值，所述优先级越高所述可变电阻单元的阻值越大；和/或

所述根据所述优先级高低设置所述可变电阻单元的阻值包括：根据所述优先级高低开启或关闭电路控制模块，以便改变所述可变电阻单元的阻值。