CN108663635A - 电源热插拔侦测装置 - Google Patents

Abstract

一种电源热插拔侦测装置，运用于通信设备中，包括转换模块、比较模块及信号产生模块，所述转换模块包括检测模块及放大模块，所述检测模块用于侦测所述第一电源模块的电流，并将该电流转换为电压。所述放大模块用于放大所述电压并输出第一电压。所述信号产生模块电连接于所述比较模块及控制模块，用于产生第一工作电压，并根据所述比较信号产生控制信号。本发明通过检测模块检测待测电源模块热插拔时产生的电流，并经过放大模块、比较模块、信号产生模块处理后产生控制信号，通知通信设备外部电源或者内部电源的工作状态，若外部电源或者内部电源被拔出，则通知通信设备关闭负载以调节功率，达到了高可靠性、高速反馈及低成本的目的。

Description

电源热插拔侦测装置

技术领域

本发明涉及热插拔领域，尤其涉及一种电源热插拔侦测装置。

背景技术

在通信设备中，有时需要得到比原先产品更大的输出功率在不同的运用上，通常，技术人员会使用外加电源的方式来扩充设备的运用。然而,当外加电源或者内部电源瞬间断掉，会使得整个系统因无法提供原先产品所提供的功率，而使得系统过载而保护，让系统停止运作。因此，现在需要提出一种电源热插拔侦测装置，提供电源在热插拔状况下，通知系统外部电源或者内部电源断电现象发生，通知设备该电源已不提供能量需尽速关闭需求的功率，以增加通信设备的可靠度，降低成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种电源热插拔侦测装置，以增加通信设备的可靠度，方便使用，并减少成本。

本发明实施方式提供一种电源热插拔侦测装置，运用于通信设备中，包括转换模块、比较模块及信号产生模块，所述转换模块电连接于第一电源模块，所述转换模块包括检测模块及放大模块，所述检测模块用于侦测所述第一电源模块的电流，并将该电流转换为电压。所述放大模块用于放大所述电压并输出第一电压。所述比较模块电连接于所述转换模块，用于将所述第一电压与预设电压进行比较，并根据比较结果输出比较信号。所述信号产生模块电连接于所述比较模块及控制模块，用于产生第一工作电压，并根据所述比较信号产生控制信号，所述控制模块根据所述控制信号控制所述通信设备的功率分配。

优选地，所述检测模块包括一对并联电阻。

优选地，所述放大模块包括电压放大器。

优选地，所述一对并联电阻的第一端电连接于所述待测电源模块，该第一端与第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第八电阻、所述一对并联电阻的第二端及第一地依次电连接，所述电压放大器的反向输入端电连接于所述第三电阻及第四电阻之间，所述电压放大器的正向输入端电连接于所述第一电容及第八电阻之间，所述电压放大器的正向输入端及反向输入端之间设置有第三电容，所述电压放大器的反向输入端通过第四电容接所述第二地，所述电压放大器的输出端电连接于第一二极管，该第一二极管的负极电连接于所述第五电阻及第六电阻之间，所述电压放大器的电源端电连接于第十电阻及第一工作电压，所述第五电容与所述第七电阻并联输出所述第一电压。

优选地，所述比较模块包括电压比较器，所述第一电压输入所述电压比较器正向输入端，所述预设电压输入所述电压比较器的反向输入端。

优选地，所述第一电压通过第十三电阻电连接于所述电压比较器正向输入端，第二电压与第十四电阻、第十五电阻、第六电容、第七电容及所述电压比较器的反向输入端依次电连接，第八电容一端电连接于所述第十五电阻及第六电容之间并且接第二地，第八电容另一端电连接于所述第十四电阻及第十五电阻之间及所述电压比较器的反向输入端，第一工作电压通过第十一电阻电连接于所述电压比较器的电源端，第十二电阻与第九电容并联且两端分别电连接于所述电压比较器的电源端及接地端，所述电压比较器的接地端接第二地，所述电压比较器的输出端输出所述比较信号。

优选地，所述信号产生模块包括电压产生电路，该电压产生电路包括依次电连接的第二二极管及第三二极管，所述第二二极管的正极电连接于第三二极管的正极，所述第三二极管的负极输出所述第一工作电压，第三电压经过所述第二二极管降压后产生所述第一工作电压。

优选地，所述信号产生模块还包括主要由场效应管，稳压模块及光耦合器组成的控制信号产生电路，所述控制信号产生电路用于产生所述控制信号。

优选地，所述控制信号产生电路还包括：所述比较信号通过第十九电阻电连接于所述场效应管的栅极，第十八电阻及第十一电容并联且电连接于所述场效应管的栅极及源极，第十六电阻电连接于所述场效应管的漏极及稳压模块控制端，第十七电阻及第十电容并联连接于所述第十六电阻，稳压模块输出端通过第二十电阻电连接于所述光耦合器的第二输入端，所述第二二极管通过第二十一电阻电连接于所述光耦合器的第一输入端，所述光耦合器的第一输出端通过第二十三电阻电连接于第四电压，所述光耦合器的第一输出端输出所述控制信号，所述第十七电阻、第十电容、第十八电阻、第十一电容、场效应管源极、稳压模块接地端及第二十二电阻接第一地，所述光耦合器的第二输出端接第三地。

优选地，所述稳压模块为可控精密稳压源TL431，当所述比较信号为高电平，所述场效应管导通，所述稳压模块控制端输入低电平，所述稳压模块输出端输出高电平，所述光耦合器不导通，所述控制信号为高；当所述比较信号为低电平，所述场效应管断开，所述稳压模块控制端输入高电平，所述稳压模块输出端输出低电平，所述光耦合器导通，所述控制信号为低。

本发明电源热插拔侦测装置通过检测模块检测待测电源模块热插拔时产生的电流，并经过放大模块、比较模块、信号产生模块处理后产生控制信号，通知通信设备外部电源或者内部电源的工作状态，若外部电源或者内部电源被拔出，则通知通信设备关闭负载以调节功率，达到了高可靠性、高速反馈及低成本的目的。因此，本发明具有有益的效果。

附图说明

图1为本发明电源热插拔侦测装置一实施方式的模块示意图。

图2为本发明电源热插拔侦测装置中转换模块一实施方式电路结构示意图。

图3为本发明电源热插拔侦测装置中比较模块一实施方式的电路结构示意图。

图4为本发明电源热插拔侦测装置中信号产生模块一实施方式的电路结构示意图。

图5为图2中转换模块侦测电流及第一电压随时间变化一实施方式的示意图。

图6为图3中比较模块的预设电压、第一电压及比较信号电压值随时间变化一实施方式的示意图

图7为图4中信号产生模块的场效应管Vgs及控制信号PG电压值随时间变化一实施方式的示意图。

主要元件符号说明

通信设备 1

电源热插拔侦测装置 10

侦测电源模块 101

转换模块 102

比较模块 103

信号产生模块 104

控制模块 105

检测模块 1021

放大模块 1022

电压产生电路 1041

控制信号产生电路 1042

电阻 R1-R23

电容 C1-C11

二极管 D1-D3

第一地-第三地 RND1-RND3

场效应管 Q1

待测电源回路 EPS

第一工作电压 U0

第一电压 U1

第二电压 U2

第三电压 U3

第四电压 U4

比较信号 U5

光耦合器 P

控制信号 PG

稳压模块 30

放大器 Am

电压比较器 Cm

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

以下实施方式的具体参数只为更好地说明本发明，但不应以具体数值限制本发明权利要求的范围。

请参阅图1，图1为本发明电源热插拔侦测装置10一实施方式的模块示意图。

如图1所示，在一实施方式中，电源热插拔侦测装置10运用于通信设备1中，用于侦测通信设备1的待测电源模块101的热插拔状态。待测电源模块101可为内部电源、外部电源，也可以是包括内部电源及内部电源的电源模块。当电源热插拔侦测装置10侦测到待测电源模块101被拔出，就向通信设备1中的控制模块105发送控制信号PG，控制模块105根据控制信号PG判断待测电源模块101被拔出，此时，控制模块105控制通信设备1负载的工作状态，减少功率输出。电源热插拔装置10包括依次电连接的转换模块102、比较模块103及信号产生模块104。转换模块102包括检测模块1021及放大模块1022，所述检测模块1021用于侦测待测电源模块101的电流，并将该电流转换为电压。放大模块1022用于放大所述电压并输出第一电压U1。比较模块103电连接于转换模块102，用于将第一电压U1与预设电压进行比较，并根据比较结果输出比较信号U5。信号产生模块104电连接于所述比较模块103及控制模块105，用于产生第一工作电压U0，并根据所述比较信号U5产生控制信号PG，控制模块105根据控制信号PG控制通信设备1的功率分配。在一实施方式中待测电源模块101可为输出54V电压的电源模块，所述预设电压可为10V-12V之间的任一电压。

请参阅图2，图2为本发明电源热插拔侦测装置10中转换模块一实施方式的电路结构示意图。

如图2所示，在本实施方式中，检测模块1021可为一对并联电阻--电阻R1和电阻R2。电阻R1和电阻R2并联的一端电连接于待测电源回路EPS，电阻R1及电阻R2并联以侦测待测电源回路EPS的电流，该待测电源回路EPS可为待测电源模块101回路。电阻R1及电阻R2与待测电源回路EPS电连接的一端与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电阻R8、电阻R1和电阻R2并联的另一端及第一地GND1依次电连接。放大模块1022包括放大器Am，该放大器Am可为电压放大器。该电压放大器的反向输入端电连接于电阻R3及电阻R4之间，所述电压放大器的正向输入端端电连接于电容C1及电阻R8之间，所述电压放大器的正向输入端及反向输入端之间设置有电容C3，所述电压放大器的反向输入端通过电容C4与该电压放大器的接地端一同接入第二地GND2。所述电压放大器的输出端电连接于二极管D1，二极管D1的负极电连接于电阻R5及电阻R6之间。所述电压放大器的电源端电连接于电阻R10及第一工作电压U0，该电源端还通过电阻R9及电容C2接第二地GND2，电阻R9和电容C2并联。电容C5与电阻R7并联且输出第一电压U1。在一实施方式中，第一工作电压U0可为18V，待测电源模块101可为输出54V电压的电源模块，所述预设电压可为10V-12V之间的任一电压。第一地GND1和第二地GND2可为不同回路地，比如当通信设备1包括外部电源和内部电源时，第一地GND1可为外部电源及内部电源组成的供电回路地，第二地GND2可为外部电源地，在其他实施方式中，第一地GND1和第二地GND2可根据实际情况设置。在一实施方式中，当待测电源回路EPS被拔出时，待测电源回路EPS的内部电流会发生变化，此时，检测模块1021检测待测电源回路EPS的电流，并将该电流转换为电压输入到放大模块1022。放大模块1022将输入的微弱电压信号放大处理后输出第一电压U1。请参阅图3，图3为本发明电源热插拔侦测装置10中比较模块103一实施方式的电路结构示意图。

如图3所示，比较模块103包括电压比较器Cm，第一电压U1输入所述电压比较器Cm正向输入端，预设电压输入所述电压比较器Cm的反向输入端。第一电压U1通过电阻R13电连接于所述电压比较器Cm正向输入端。第二电压U2与电阻R14、电阻R15、电容C6、电容C7及所述电压比较器Cm的反向输入端依次电连接，电容C8一端电连接于电阻R15及电容C6之间并且接第二地RND2，电容C8另一端电连接于电阻R14及电阻R15之间及所述电压比较器Cm的反向输入端。第二电压U2经过个电阻、电容分压后输入该电压比较器Cm的反向输入端作为该电压比较器Cm的预设电压。第一工作电压U0通过电阻R11电连接于所述电压比较器Cm的电源端，以供该电压比较器Cm工作。电阻R12与电容C9并联且两端分别电连接于所述电压比较器Cm的电源端及接地端，所述电压比较器Cm的接地端接第二地RND2，所述电压比较器Cm的输出端输出比较信号U5。在一实施方式中，当第一电压U1大于所述预设电压时，所述比较信号U5为高电平，反之，当第一电压U1小于所述预设电压时，所述比较信号U5为低电平。在一实施方式中，第二电压U2可为54V电压。

请参阅图4，图4为本发明电源热插拔侦测装置10中信号产生模块104一实施方式的电路结构示意图。

如图4所示，在本实施方式中，信号产生模块104包括电压产生电路1041，该电压产生电路1041包括依次电连接的二极管D2及二极管D3，二极管D2的正极电连接于二极管D3的正极，二极管D3的负极输出所述第一工作电压U0，第三电压U3经过所述二极管D2降压后产生所述第一工作电压U0。二极管D2可为稳压二极管。举例而言，在一实施方式中，第三电压U3可为54V电压，二极管D2可为18V稳压二极管,则第一工作电压U0输出18V电压。在其他实施方式中，电压产生电路1041可以根据需要产生其他大小的电压，并且该电压产生电路1041也可以设置于其他模块中，或者形成独立的电压产生模块以对其他模块进行供电。

在本实施方式中，信号产生模块104还包括控制信号产生电路1042，所述控制信号产生电路1042用于产生控制信号PG。输出比较信号U5的电压比较器Cm输出端通过电阻R19电连接于场效应管Q1的栅极。电阻R18及电容C11并联且电连接于场效应管Q1的栅极及源极，电阻R16电连接于场效应管Q1的漏极及稳压模块30的控制端。电阻R17及电容C10并联连接于所述电阻R16。稳压模块30输出端通过电阻R20电连接于光耦合器P的第二输入端，二极管D2通过电阻R21电连接于所述光耦合器P的第一输入端，所述光耦合器P的第一输出端通过电阻R23电连接于第四电压U4，光耦合器P的第一输出端输出控制信号PG。电阻R17、电容C10、电阻R18、电容C11、场效应管Q1源极、稳压模块30接地端及电阻R22接第一地RND1。光耦合器P的第二输出端接第三地GND3。在一实施方式中，第四电压U4可为3.3V电压，第三地GND3可为低压回路地。

在一实施方式中，稳压模块30可为可控精密稳压源TL431，所述控制信号产生电路1042的工作流程为：当比较信号U5为高电平，场效应管Q1导通，稳压模块30控制端输入低电平，所述稳压模块30输出端输出高电平，光耦合器P不导通，所述控制信号PG为高。当比较信号U5为低电平，场效应管Q1断开，所述稳压模块30控制端输入高电平，所述稳压模块30输出端输出低电平，光耦合器P导通，控制信号PG为低。当控制信号PG为高时，控制模块105判断待测电源模块101被拔出，控制模块105控制通信设备1关闭部分负载，降低功率使用。当控制信号PG为低时，控制模块105判断待测电源模块101接入，开启负载，增加功率输出，或者维持正常使用。在其他实施方式中，稳压模块30可为其他组件或者模块，例如可为比较器及开关组成的模块，当该模块可实现功能为输入为低、输出为高，或者输入为高、输出为低就可替代稳压模块30进行工作。

图5为图2中转换模块侦测电流及第一电压随时间变化一实施方式的示意图。

如图5所示，在一实施方式中，当检测模块1021检测到待测电源模块101的电流从7A短时间上升到14A时，放大模块1022输出的第一电压U1从8V快速上升到16V。

图6为图3中比较模块的预设电压、第一电压及比较信号电压值随时间变化一实施方式的示意图。

如图6所示，在一实施方式中，预设电压预设为10.5V，第一电压U1从8V快速上升到16V，当第一电压U1上升到大于所述预设电压时，比较模块103输出的比较信号U5为高电平。当第一电压U1小于所述预设电压时，比较模块103输出的比较信号U5为低电平。

图7为图4中信号产生模块的场效应管Vgs及控制信号PG电压值随时间变化一实施方式的示意图。

如图7所示，在一实施方式中，当比较信号U5为高电平，场效应管Q1的栅极和源极之间的电压Vgs为高电平，场效应管Q1导通，稳压模块30控制端输入低电平，所述稳压模块30输出端输出高电平，光耦合器P不导通，所述控制信号PG为高。当比较信号U5为低电平，Vgs为低电平，场效应管Q1不导通，稳压模块30控制端输入高电平，稳压模块30输出端输出低电平，光耦合器P导通，控制信号PG为低。

由于上述技术方案的选择，本发明的有益效果是明显的：

本发明电源热插拔侦测装置通过检测模块检测待测电源模块热插拔时产生的电流，并经过放大模块、比较模块、信号产生模块处理后产生控制信号，通知通信设备外部电源或者内部电源的工作状态，若外部电源或者内部电源被拔出，则通知通信设备关闭负载以调节功率，达到了高可靠性、高速反馈及低成本的目的。因此，本发明具有有益的效果。

可以理解的是，对所属技术领域的技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源热插拔侦测装置，运用于通信设备中，其特征在于，包括：

转换模块，电连接于第一电源模块，包括：

检测模块，所述检测模块用于侦测所述第一电源模块的电流，并将该电流转换为电压；

放大模块，所述放大模块用于放大所述电压并输出第一电压；

比较模块，电连接于所述转换模块，用于将所述第一电压与预设电压进行比较，并根据比较结果输出比较信号；及

信号产生模块，电连接于所述比较模块及控制模块，用于产生第一工作电压，并根据所述比较信号产生控制信号，所述控制模块根据所述控制信号控制所述通信设备的功率分配。

2.如权利要求1所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述检测模块包括一对并联电阻。

3.如权利要求2所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述放大模块包括电压放大器。

4.如权利要求3所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述一对并联电阻的第一端电连接于所述第一电源模块，该第一端与第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第八电阻、所述一对并联电阻的第二端及第一地依次串联电连接，所述电压放大器的反向输入端电连接于所述第三电阻及第四电阻之间，所述电压放大器的正向输入端电连接于所述第一电容及第八电阻之间，所述电压放大器的正向输入端及反向输入端之间设置有第三电容，所述电压放大器的反向输入端通过第四电容接所述第二地，所述电压放大器的输出端电连接于第一二极管，该第一二极管的负极电连接于所述第五电阻及第六电阻之间，所述电压放大器的电源端电连接于第十电阻及第一工作电压，所述第五电容与所述第七电阻并联，所述第五电容与所述第七电阻并联的一端输出所述第一电压。

5.如权利要求1所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述比较模块包括电压比较器，所述第一电压输入所述电压比较器正向输入端，所述预设电压输入所述电压比较器的反向输入端。

6.如权利要求5所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述第一电压通过第十三电阻电连接于所述电压比较器正向输入端，第二电压与第十四电阻、第十五电阻、第六电容、第七电容及所述电压比较器的反向输入端依次电连接，第八电容一端电连接于所述第十五电阻及第六电容之间并且接第二地，第八电容另一端电连接于所述第十四电阻及第十五电阻之间及所述电压比较器的反向输入端，第一工作电压通过第十一电阻电连接于所述电压比较器的电源端，第十二电阻与第九电容并联且两端分别电连接于所述电压比较器的电源端及接地端，所述电压比较器的接地端接第二地，所述电压比较器的输出端输出所述比较信号。

7.如权利要求1所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述信号产生模块包括电压产生电路，该电压产生电路包括依次电连接的第二二极管及第三二极管，所述第二二极管的正极电连接于第三二极管的正极，所述第三二极管的负极输出所述第一工作电压，第三电压经过所述第二二极管降压后产生所述第一工作电压。

8.如权利要求7所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述信号产生模块还包括主要由场效应管、稳压模块及光耦合器组成的控制信号产生电路，所述控制信号产生电路用于产生所述控制信号。

9.如权利要求8所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述控制信号产生电路还包括：所述比较信号通过第十九电阻电连接于所述场效应管的栅极，第十八电阻及第十一电容并联且电连接于所述场效应管的栅极及源极，第十六电阻电连接于所述场效应管的漏极及稳压模块控制端，第十七电阻及第十电容并联连接于所述第十六电阻，稳压模块输出端通过第二十电阻电连接于所述光耦合器的第二输入端，所述第二二极管通过第二十一电阻电连接于所述光耦合器的第一输入端，所述光耦合器的第一输出端通过第二十三电阻电连接于第四电压，所述光耦合器的第一输出端输出所述控制信号，所述第十七电阻、第十电容、第十八电阻、第十一电容、场效应管源极、稳压模块接地端及第二十二电阻接第一地，所述光耦合器的第二输出端接第三地。

10.如权利要求9所述的电源热插拔侦测装置，其特征在于，所述稳压模块为可控精密稳压源，当所述比较信号为高电平，所述场效应管导通，所述稳压模块控制端输入低电平，所述稳压模块输出端输出高电平，所述光耦合器不导通，所述控制信号为高；当所述比较信号为低电平，所述场效应管断开，所述稳压模块控制端输入高电平，所述稳压模块输出端输出低电平，所述光耦合器导通，所述控制信号为低。