CN105549722B - 节能控制装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出节能控制装置，位于机框式设备中的业务接口板上，该机框式设备包括背板、主控板和业务接口板，该装置包括：数字控制模块和电气隔离模块，其中，数字控制模块的一端与主控板连接，另一端与电气隔离模块连接；电气隔离模块的一端与数字控制模块连接，另一端与本业务接口板的电源控制模块连接；数字控制模块接收主控板发来的针对本业务接口板的关闭电源指令，驱动电气隔离模块导通，从而电气隔离模块驱动电源控制模块控制电源转换模块关闭本业务接口板的电源。本申请实现了彻底、可靠地关断业务接口板的电源。

Description

节能控制装置
技术领域
本申请涉及板间通信和控制领域，尤其涉及位于机框式设备中的业务接口板上的节能控制装置。
背景技术
随着电信设备的集成度越来越高，控制功耗和散热问题越发成为设备可靠性设计的焦点问题。多板卡机框式设备一般会有多个业务板卡，这其中的一部分板卡在某些时间可能不会被使用到，此时就可以关掉这些板卡的电源来进行节能。
发明内容
本申请实施例提供节能控制装置。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种节能控制装置，位于机框式设备中的业务接口板上，该机框式设备包括背板、主控板和业务接口板，该装置包括：数字控制模块和电气隔离模块，其中，
数字控制模块的一端与主控板连接，另一端与电气隔离模块连接；
电气隔离模块的一端与数字控制模块连接，另一端与本业务接口板的电源控制模块连接；
数字控制模块接收主控板发来的针对本业务接口板的关闭电源指令，驱动电气隔离模块导通，从而电气隔离模块驱动电源控制模块控制电源转换模块关闭本业务接口板的电源。
可见，本申请实施例中，通过在业务接口板上增加数字控制模块和电气隔离模块，当数字控制模块接收到主控板发来的针对本业务接口板的关闭电源指令时，驱动电气隔离模块导通，从而电气隔离模块驱动电源控制模块控制电源转换模块关闭本业务接口板的电源，从而实现了彻底、可靠地关断业务接口板的电源。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的节能控制装置的示意图；
图2为本申请一实施例提供的基于图1所示装置进行节能控制的流程；
图3为本申请另一实施例提供的节能控制装置的示意图；
图4为本申请另一实施例提供的基于图3所示装置进行节能控制的流程；
图5为8bit的S_CLK信号的示例图；
图6为本申请实施例提供的8bit的S_DADA信号的数据结构示例图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本申请一实施例提供的节能控制装置的示意图，该装置位于机框式设备中的业务接口板上，该机框式设备由背板、主控板和业务接口板组成，该装置主要包括：
1)数字控制模块11
数字控制模块11可以是可编程逻辑器件，例如：CPLD(Complex ProgrammableLogic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。
2)电气隔离模块12
电气隔离模块12可以是光耦器件、继电器等。
其中，各模块之间的连接关系如下：
1)数字控制模块11的一端与主控板、背板连接，另一端与电气隔离模块12连接；
具体地，数字控制模块11与主控板之间通过串行数据总线(S_DATA)、时钟总线(S_CLK)连接，且主控板的电源VCC1同时向数字控制模块11供电；
数字控制模块11与背板之间通过地址线连接，该地址线上的地址信号决定了业务接口板的槽位地址。背板上不同业务接口板的槽位地址不同，若地址线有nbit，则最多可以区分2n个槽位。
2)电气隔离模块12的一端与数字控制模块11连接，另一端与本业务接口板的电源控制模块13连接。电源控制模块13如：热插拔控制电路。
电源控制模块13的另一端与电源转换模块14连接。
基于图1所示装置进行节能控制的流程如图2所示，其具体过程如下：
步骤201：当主控板确定要关闭一业务接口板的电源时，通过与该业务接口板之间的串行数据总线发出关闭电源指令，该指令中携带该业务接口板的地址以及关闭指示。
具体地，主控板在时钟总线输出时钟信号的下降沿时，在数据总线上发出关闭电源指令。
步骤202：业务接口板的数字控制模块11从数据总线上接收该关闭电源指令，判断该指令中的业务接口板的地址与本业务接口板的地址是否一致，若一致，则驱动电气隔离模块12导通，从而电气隔离模块12驱动电源控制模块13控制电源转换模块14关闭本业务接口板的电源模块15。
若关闭电源指令中的业务接口板的地址与本业务接口板的地址不一致，则数字控制模块11丢弃该关闭电源指令。
具体地，业务接口板的数字控制模块11在时钟总线输出时钟信号的上升沿时，在数据总线上接收关闭电源指令。
在实际应用中，还可在数字控制模块11与电气隔离模块12之间增加驱动模块16，驱动模块16可以是P沟道MOS管、晶体管等。
步骤202中，当数字控制模块11判定关闭电源指令中的业务接口板的地址与本业务接口板的地址一致时，驱动驱动模块16导通，驱动模块16导通后驱动电气隔离模块12导通。
图3为本申请另一实施例提供的节能控制装置的示意图，该装置位于机框式设备中的业务接口板上，该机框式设备由背板、主控板和业务接口板组成，该装置主要包括：
1)可编程逻辑器件31，如：CPLD、FPGA；
2)P沟道MOS管36；
3)光耦器件32，由发光二极管和感光NPN三极管组成。
业务接口板还包括热插拔控制电路33、电源转换模块34和电源模块35。
其中，可编程逻辑器件31与主控板之间通过串行数据总线(S_DATA)、时钟总线(S_CLK)连接，通过地址线ADD0、ADD1、ADD2与背板连接，且主控板的电源(VCC1，如：VCC1＝3.3V)同时向可编程逻辑器件31供电，可编程逻辑器件31的CTL(控制)管脚与P沟道MOS管36的柵极连接；
P沟道MOS管36的漏极与主控板的电源正极连接，P沟道MOS管36的源极经由电阻R1与光耦器件32中的发光二极管的正极连接，光耦器件32中的感光NPN三极管的集电极(c极)与热插拔控制电路33的UV管脚连接，光耦器件32中的感光NPN三极管的发射极(e极)与背板电源的正极(DC，如：DC＝-48V)连接。
基于图3所示装置进行节能控制的流程如图4所示，其具体过程如下：
步骤401：当主控板确定要关闭一业务接口板的电源时，构造S_DADA信号，S_DADA信号携带该业务接口板的地址以及关闭指示，将S_DADA信号通过与该业务接口板之间的S_DADA总线发出。
具体地，主控板在S_CLK总线输出时钟信号的下降沿时，在S_DADA总线上发出S_DADA信号。
图5为8bit的S_CLK信号的示例图。
图6为8bit的S_DADA信号的数据结构示例图，其中：
1)在实际应用中，D0～D3为固定值“0101”，以表示该信号为有效信号，可编程逻辑器件31接收到S_DADA信号后，先检测D0～D3，若为“0101”，则确定该S_DADA信号为有效信号，否则，确定该S_DADA信号为干扰信号；
2)D4～D6为业务接口板的地址位；
3)D7为控制位，本实施例中，用于表示开启还是关闭电源，例如：D7＝“1”时表示开启电源，D7＝“0”时表示关闭电源。
其中，主控板的电源VCC1＝3.3V同时向可编程逻辑器件31供电。
步骤402：业务接口板的可编程逻辑器件31从S_DATA总线上接收S_DADA信号，将该信号携带的业务接口板的地址与本业务接口板的地址进行比较，若二者一致且该信号携带关闭电源指示，则触发CTL管脚输出低电平。
可编程逻辑器件31的电源来自主控板的电源(VCC1＝3.3V)，因此，即使可编程逻辑器件31所在的业务接口板停止工作，可编程逻辑器件31仍能正常工作。
步骤403：可编程逻辑器件31的CTL管脚输出的低电平到达P沟道MOS管36的柵极，P沟道MOS管36导通。
步骤404：P沟道MOS管36导通后，来自主控板的电源信号(VCC1＝3.3V)到达P沟道MOS管36的漏极，并经由P沟道MOS管到达电阻R1，经由R1的限流后到达光耦器件32，驱动光耦器件32导通。
步骤405：光耦器件32导通后，将热插拔控制电路33的UV(欠压输入)管脚的电压拉低，从而热插拔控制电路33控制电源转换模块34关闭本业务接口板的电源模块35，本业务接口板停止工作。
当未收到来自主控板的关闭电源指令时，可编程逻辑器件31的CTL管脚输出高电平，则P沟道MOS管36不会导通，从而光耦器件32不会导通，从而就不会影响热插拔控制电路33的正常工作，业务接口板的电源模块35就正常供电，业务接口板正常工作。
本申请实施例的有益技术效果如下：
1)通过光耦器件拉低热插拔控制电路的欠压输入管脚来关断业务接口板的电源，从而彻底、可靠地关断业务接口板的整板电源，且不需要增加功率器件；且，由于可插拔的板卡中都会使用热插拔控制电路，因此不会降低设备的可靠性指标。
2)主控板和业务接口板之间的通信采用数字式的串行总线方式，主控板通过一条总线控制多个业务接口板，数字串行通道可靠性高，不易受到干扰，且节省PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)布线资源。
3)通过光耦器件实现背板电源(DC)和板内工作电源(VCC1)的电气隔离，保证不因增加本申请的节能控制功能而对设备原有的功能、EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)性能等造成影响。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种节能控制装置，其特征在于，位于机框式设备中的业务接口板上，该机框式设备包括背板、主控板和业务接口板，该装置包括：数字控制模块和电气隔离模块，其中，
数字控制模块的一端与主控板连接，另一端与电气隔离模块连接；
电气隔离模块的一端与数字控制模块连接，另一端与本业务接口板的电源控制模块连接；
数字控制模块接收主控板发来的针对本业务接口板的关闭电源指令，驱动电气隔离模块导通，从而电气隔离模块驱动电源控制模块控制电源转换模块关闭本业务接口板的电源；
所述装置进一步包括：P沟道MOS管；
所述数字控制模块为可编程逻辑器件，所述电气隔离模块为光耦器件，所述电源控制模块为热插拔控制电路，所述可编程逻辑器件与主控板间通过串行数据总线连接，且主控板的电源同时向可编程逻辑器件供电，可编程逻辑器件通过地址线与背板连接，可编程逻辑器件的控制CTL管脚与P沟道MOS管的柵极连接；P沟道MOS管的漏极与主控板的电源正极连接，P沟道MOS管的源极与光耦器件中的发光二极管的正极连接，光耦器件中的感光NPN三极管的集电极与热插拔控制电路的欠压输入管脚连接，光耦器件中的感光NPN三极管的发射极与背板电源的正极连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可编程逻辑器件为复杂可编程逻辑器件CPLD，或者为现场可编程门阵列FPGA。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字控制模块接收主控板发来的针对本业务接口板的关闭电源指令包括：
数字控制模块接收主控板发来的关闭电源指令，判断该关闭电源指令携带的业务接口板的地址是否为本业务接口板的地址，若是，则确认该指令为针对本业务接口板的指令。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述数字控制模块驱动电气隔离模块导通为：
可编程逻辑器件触发自身的CTL管脚输出低电平，该低电平到达P沟道MOS管的柵极，P沟道MOS管导通；P沟道MOS管导通后，来自主控板的电源信号到达P沟道MOS管的漏极，并经由P沟道MOS管到达光耦器件，驱动光耦器件导通；
所述电气隔离模块驱动电源控制模块控制电源转换模块关闭本接口板的电源为：
光耦器件导通后，将热插拔控制电路的欠压输入管脚的电压拉低，从而热插拔控制电路控制电源转换模块关闭本业务接口板的电源模块。
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