CN110865582A - 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台 - Google Patents

一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台 Download PDF

Info

Publication number
CN110865582A
CN110865582A CN201911201610.7A CN201911201610A CN110865582A CN 110865582 A CN110865582 A CN 110865582A CN 201911201610 A CN201911201610 A CN 201911201610A CN 110865582 A CN110865582 A CN 110865582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
triode
resistor
wide
voltage input
input module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911201610.7A
Other languages
English (en)
Inventor
甘欣辉
王涛
宋亮
姚连喜
万韬
郭贺
蒋晓峰
刘鹏
郭松
李垚
周栋
胡明庆
李京竹
姜美顺
付元炳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu And Special Equipment Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu And Special Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu And Special Equipment Co Ltd filed Critical Jiangsu And Special Equipment Co Ltd
Priority to CN201911201610.7A priority Critical patent/CN110865582A/zh
Publication of CN110865582A publication Critical patent/CN110865582A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于VPX平台的宽压输入模块及数据处理交换平台，宽压输入模块包括若干恒流模式的施密特比较器单元，所述宽压输入模块采用推挽输出结构来驱动场效应管，其具有9～36V宽压输入、过压保护、过流保护、过热保护、输入防反接功能，具有标准的控制信号ENABLE*和INHIBIT*，根据其不同的控制逻辑，可以实现不同的电源输出方式，FAIL*和SYSRESET*用以指示电源内部是否有错误发生。

Description

一种基于VPX平台的宽压输入模块及数据处理交换平台
技术领域
本发明属于电子技术领域，特别是涉及到一种基于VPX平台的宽压输入电源系统。
背景技术
随着军用电子侦察设备的不断发展，其要求传输的数据量也越来越大，因此对侦察处理系统的运算处理速度、数据带宽以及数据交互方式等要求也不断提高。电源作为电子侦察设备核心动力的唯一来源路径，对其自身的稳定性以及与系统各个模块之间的数据处理交互也至关重要。传统的电子侦察设备大多基于分级共享式总线（如PCI、VME），由多个功能模块组合而成，存在集成度低、设备量大、功耗高、数据处理能力较弱以及模块间数据传输速率较低等问题，已经无法满足现代电子侦察设备的设计需求。
VPX总线采用了新一代的高速串行总线技术，其具备强大的数据处理能力、高性能网络交换能力以及丰富的I/O接口能力。因此VPX架构代表了新一代军用电子侦察设备平台的发展趋势和方向。
基于VPX连接器的电源模块，其为VPX机箱内的各个功能模块供电，其输入、输出接口需符合《VITA 62规范》中标准的控制信号：ENABLE*和INHIBIT*，用以指示电源的输出状态，FAIL*和SYSRESET*用以指示电源内部是否有错误发生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于VPX平台的电源输入模块，其具有9～36V宽压输入、过压保护、过流保护、过热保护、输入防反接功能，可以实现不同的电源输出方式，FAIL*和SYSRESET*用以指示电源内部是否有错误发生。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种基于VPX平台的宽压输入模块，所述宽压输入模块包括恒流模式的施密特比较器单元，所述宽压输入模块采用推挽输出结构来驱动场效应管。
进一步的，所述施密特比较器单元包括两部分，第一部分为三极管T1、三极管T2和电阻R2组成的恒流电路模块，第二部分为三极管T2、三极管T3和R2组成的施密特比较器；其中，所述三极管T1的基极连接三极管T2发射极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接电阻R1后连接到母线，三极管T2的集电极连接恒流端，三极管T2的发射极连接电阻R2后接地；所述三极管T2的基极连接三极管T1以及三极管T3的集电极，所述三极管T3的连接三极管T2的发射极，所述三极管T3的集电极连接控制端。
进一步的，所述宽压输入模块包括施密特比较器单元、电阻R7、电阻R9、电阻R10、三极管T9、三极管T10、开关管T5、二极管D2、稳压二极管SD2、电容C3、电容C4以及电感NLC2；其中，所述施密特比较器单元的恒流源端连接上拉电阻R7的一端，以及连接三极管T9、三极管T10的基极，所述上拉电阻R7的另一端连接到母线，所述三极管T9的发射极连接三极管T10的发射极，三极管T10的集电极接地，三极管T9的集电极连接到母线，三极管T9和三级管T10组成开关管T5的驱动级，所述开关管T5为P沟道增强型，其源极连接至母线，漏极连接至电感NLC2的一端，门极连接三极管T9、三极管T10的发射极；
所述二极管D2的阴极连接在母线上，阳极接地；
所述电感NLC2的另一端连接稳压二极管SD2的银极，所述稳压二极管SD2的阳极与电阻R10、电阻R9连接，电阻R10的另一端接地；
所述电阻R9另一端连接至施密特比较器单元的控制端；
所述电容C3、电容C4跨接在母线和地之间。
更进一步的，本发明还提供采用上述基于VPX平台的宽压输入模块的数据处理交换平台，所述交换平台包括VPX宽压输入模块，电源槽位通过背板上的VPX宽压输入模块为各功能板卡提供电源，所述功能模块通过背板VPX宽压输入模块连接数据交换模块实现一路SRIOx4，一路40G以太网以及一路千兆网。
更进一步的，所述电源槽位由J0、J1、J2，3个连接器组成，根据VITA 46.0协议规范，电源模块连接到连接器J0端， J1端、J2端分别连接到宽压输入模块的母线中，与电容C3、电容C4相连。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的有益效果包括使用恒流驱动模式实现电源模块的宽压输入，并且通过使用最新标准的VPX连接器，实现支持一路SRIOx4，一路40G以太网以及一路千兆以太网的数据交换，实现了数据处理平台各背板信号的互联互通。
附图说明
图1是恒流模式驱动的施密特比较器的结构示意图；
图2是恒流模式驱动场效应管的电路图；
图3是将VPX接口应用在整个数据处理交换平台中的架构图；
图4是本发明数据处理交换平台系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图，对本发明中实施例的技术方案进行描述。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做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。
本发明提供的电源输入端口遵循VITA 62规范，采用VPX连接器为装置中的其他模块供电，本发明中，VPX总线改进了系统电源模块，5V的电源输入可以提供115W的功率，12V可以实现384W的功率，电源模块通过VPX总线为系统中的其他模块进行供电。
实施例1
一种基于VPX平台的9～36V宽压输入技术，为使电源模块实现宽压输入，提出一种恒流方式驱动开关管工作的开关电源，其开关管在宽电压范围内始终能够得到理想的驱动电压。图1为恒流模式的施密特比较器，施密特比较器由T2、T3、R2组成，产生开关信号；恒流电路由T1、T2、R2组成，当T2处于导通状态时，T1控制T2的基极电压使其提供恒定的电流值。
具体的，如图1、图2所示，本发明提供的一种基于VPX平台的宽压输入模块，所述宽压输入模块包括恒流模式的施密特比较器单元，所述宽压输入模块采用推挽输出结构来驱动场效应管。
进一步的，所述施密特比较器单元包括两部分，第一部分为三极管T1、三极管T2和电阻R2组成的恒流电路模块，第二部分为三极管T2、三极管T3和R2组成的施密特比较器；其中，所述三极管T1的基极连接三极管T2发射极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接电阻R1后连接到母线，三极管T2的集电极连接恒流端，三极管T2的发射极连接电阻R2后接地；所述三极管T2的基极连接三极管T1以及三极管T3的集电极，所述三极管T3的连接三极管T2的发射极，所述三极管T3的集电极连接控制端。
进一步的，所述宽压输入模块包括施密特比较器单元、电阻R7、电阻R9、电阻R10、三极管T9、三极管T10、开关管T5、二极管D2、稳压二极管SD2、电容C3、电容C4以及电感NLC2；其中，所述施密特比较器单元的恒流源端连接上拉电阻R7的一端，以及连接三极管T9、三极管T10的基极，所述上拉电阻R7的另一端连接到母线，所述三极管T9的发射极连接三极管T10的发射极，三极管T10的集电极接地，三极管T9的集电极连接到母线，三极管T9和三级管T10组成开关管T5的驱动级，所述开关管T5为P沟道增强型，其源极连接至母线，漏极连接至电感NLC2的一端，栅极连接三极管T9、三极管T10的发射极；
所述二极管D2的阴极连接在母线上，阳极接地；
所述电感NLC2的另一端连接稳压二极管SD2的阴极，所述稳压二极管SD2的阳极与电阻R10、电阻R9连接，电阻R10的另一端接地；
所述电阻R9另一端连接至施密特比较器单元的控制端；
所述电容C3、电容C4跨接在母线和地之间。
图1所示为负载取样电路的原理示意图，其由两部分组成。第一部分为T1、T2、R2组成的恒流电路模块；第二部分为T2、T3、R2组成的施密特比较器，当T2处于导通状态时，T1控制T2的基极电压使其提供恒定的电流值，此恒定的电流可以用来直接驱动流控型器件，但对于压控型器件，需另加驱动电路完成。
图2为基于恒流模式驱动MOS管的电路原理图，为恒流模式外加一个推挽输出结构来驱动一个场效应管的原理示意图，图2为恒流模式驱动的施密特比较器的应用图，图2中的电子元器件的标号与图1中有所区别，但比较器的连接与图1相同。场效应管是电压控制型器件，其所需的驱动电流很小，但其GS两端存在寄生电容，会导致驱动脉冲的上升沿以及下降沿变得缓慢，因此恒流源后增加以及推挽输出电路进行驱动场效应管。如图2所示，T9和T10组成MOS管的驱动级，这样能够大大提高恒流源的驱动能力，使开关管迅速进行开关。图中电阻R7的作用是提供上拉电流以及决定驱动电压的大小，恒流源的电流乘R7的电阻即可获得驱动电压。
实施例2
更进一步的，本发明还提供采用上述基于VPX平台的宽压输入模块的数据处理交换平台，如图3所示，为采用VPX接口的电源模块在整个数据采集系统的背板互联示意图，各数据层的数据通过数据交换模块实现SRIO、40G以太网以及千兆网的互联，实现数据交互和数据传输。
如图4所示，数据处理交换平台，即板卡，包括电源模块、时钟模块、通信接口模块、控制和指示模块等，供电板卡给其余所有板卡供电，各功能板卡通过高速串行环形拓扑实现。根据VPX规范，以及所研究平台的功能需求，互联底板总共设计11个支持3U板卡的槽位欧尼，每个槽位由J0、J1、J2，3个连接器组成。电源部分根据VITA 46.0协议规范，在互联底板上连接到连接器J0，并且通过J0连接器给整个VPX系统供电，在图2的基础上，J1端、J2端分别连接到母线中，与电容C3、电容C4相连。SRIO数据传输槽位使用J1连接器进行数据传输，平台整体设计为高速串行通信，拓扑走线包括左右两路x2的高速串行通道，其余扩展总线和局部总线用于功能扩展以及功能测试使用，使用J2连接器进行数据交互，其中星型触发线可以对互联底板上的各数据进行时钟同步，并进行同步触发。
采用VPX接口的电源槽位为各功能板卡进行供电，通过底板的电源层送至各功能板卡，各功能模块通过交换模块实现一路SRIOx4、一路40G以太网以及一路千兆网的交换。
本发明的有益效果包括使用恒流驱动模式实现电源模块的宽压输入，并且通过使用最新标准的VPX连接器，实现支持一路SRIOx4，一路40G以太网以及一路千兆以太网的数据交换，实现了数据处理平台各背板信号的互联互通。
本发明创造所述的应用方式可根据实际情况进行调整，并不是用来限制发明创造。以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍；本实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法。本发明所述的应用方式可根据实际情况进行调整，并不是用来限制本发明。

Claims (5)

1.一种基于VPX平台的宽压输入模块，其特征在于，所述宽压输入模块包括恒流模式的施密特比较器单元，所述宽压输入模块采用推挽输出结构来驱动场效应管。
2.根据权利要求1所述的一种基于VPX平台的宽压输入模块，其特征在于，所述施密特比较器单元包括两部分，第一部分为三极管T1、三极管T2和电阻R2组成的恒流电路模块，第二部分为三极管T2、三极管T3和R2组成的施密特比较器；其中，所述三极管T1的基极连接三极管T2发射极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接电阻R1后连接到母线，三极管T2的集电极连接恒流端，三极管T2的发射极连接电阻R2后接地；所述三极管T2的基极连接三极管T1以及三极管T3的集电极，所述三极管T3的连接三极管T2的发射极，所述三极管T3的集电极连接控制端。
3.根据权利要求1所述的一种基于VPX平台的宽压输入模块，其特征在于，所述宽压输入模块包括施密特比较器单元、电阻R7、电阻R9、电阻R10、三极管T9、三极管T10、开关管T5、二极管D2、稳压二极管SD2、电容C3、电容C4以及电感NLC2；其中，所述施密特比较器单元的恒流源端连接上拉电阻R7的一端，以及连接三极管T9、三极管T10的基极，所述上拉电阻R7的另一端连接到母线，所述三极管T9的发射极连接三极管T10的发射极，三极管T10的集电极接地，三极管T9的集电极连接到母线，三极管T9和三级管T10组成开关管T5的驱动级，所述开关管T5为P沟道增强型，其源极连接至母线，漏极连接至电感NLC2的一端，栅极连接三极管T9、三极管T10的发射极；
所述二极管D2的阴极连接在母线上，阳极接地；
所述电感NLC2的另一端连接稳压二极管SD2的阴极，所述稳压二极管SD2的阳极与电阻R10、电阻R9连接，电阻R10的另一端接地；
所述电阻R9另一端连接至施密特比较器单元的控制端；
所述电容C3、电容C4跨接在母线和地之间。
4.采用如权利要求1所述的一种基于VPX平台的宽压输入模块的数据处理交换平台，其特征在于，所述交换平台包括VPX宽压输入模块，电源槽位通过背板上的VPX宽压输入模块为各功能板卡提供电源；所述功能模块通过背板VPX宽压输入模块连接数据交换模块实现一路SRIOx4，一路40G以太网以及一路千兆网。
5.根据权利要求4所述的数据处理交换平台，其特征在于，所述电源槽位由J0、J1、J2，3个连接器组成，根据VITA 46.0协议规范，电源模块连接到连接器J0端， J1端、J2端分别连接到宽压输入模块的母线中，与电容C3、电容C4相连。
CN201911201610.7A 2019-11-29 2019-11-29 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台 Pending CN110865582A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911201610.7A CN110865582A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911201610.7A CN110865582A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110865582A true CN110865582A (zh) 2020-03-06

Family

ID=69657638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911201610.7A Pending CN110865582A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110865582A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030132786A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 International Business Machines Corporation Asymmetric comparator for low power applications
US20070146517A1 (en) * 2004-12-30 2007-06-28 Magnachip Semiconductor Ltd. CMOS image sensor
CN102290030A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 深圳市华星光电技术有限公司 Led背光驱动电路
CN105375178A (zh) * 2014-08-14 2016-03-02 Zodiac航空电器 配电系统的保护板的连接系统和包含该系统的机架
CN205178473U (zh) * 2015-08-14 2016-04-20 东莞市荣文照明电气有限公司 一种路灯线路的过电压保护结构
CN108845520A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 西安微电子技术研究所 一种基于p4080处理器的嵌入式处理模块
CN109871089A (zh) * 2019-01-18 2019-06-11 湖南胜云光电科技有限公司 一种vpx架构的综合集成平台

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030132786A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 International Business Machines Corporation Asymmetric comparator for low power applications
US20070146517A1 (en) * 2004-12-30 2007-06-28 Magnachip Semiconductor Ltd. CMOS image sensor
CN102290030A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 深圳市华星光电技术有限公司 Led背光驱动电路
CN105375178A (zh) * 2014-08-14 2016-03-02 Zodiac航空电器 配电系统的保护板的连接系统和包含该系统的机架
CN205178473U (zh) * 2015-08-14 2016-04-20 东莞市荣文照明电气有限公司 一种路灯线路的过电压保护结构
CN108845520A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 西安微电子技术研究所 一种基于p4080处理器的嵌入式处理模块
CN109871089A (zh) * 2019-01-18 2019-06-11 湖南胜云光电科技有限公司 一种vpx架构的综合集成平台

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
金永镐等: "利用恒流驱动技术的10～80V宽电压输入串联型开关电源", 《延边大学学报(自然科学版)》 *
金永镐等: "基于恒流驱动模式的宽电压输入串联型开关电源", 《电子技术应用》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021258255A1 (zh) 一种双接口切换电路及Type-C集线器
CN111427824B (zh) 串口通信电路
CN214507065U (zh) 隔离通讯电路和系统
CN110865582A (zh) 一种基于vpx平台的宽压输入模块及数据处理交换平台
CN101894055A (zh) 一种具有冗余功能的刀片主板接口的实现方法
CN210380807U (zh) 兼容5-24v的脉冲接收电路
CN205091663U (zh) 一种基于cpci架构的模块化服务器背板
EP1970816B1 (en) A conversion circuit
CN110855581A (zh) 适用于vpx架构的40g和srio复用的国产交换刀片装置
CN211606512U (zh) 一种基于高速光耦的隔离接口电路
CN211831031U (zh) 一种网络切换电路
CN112994823A (zh) 基于vpx的高精度时钟源系统及时钟纠偏方法
CN102521958B (zh) B类lxi多功能数据采集仪
CN101895289A (zh) 一种信号接口电路
CN111030660B (zh) 复位信号分发电路及电子电路系统
CN219718269U (zh) 以太网交换机
CN111813026A (zh) 一种ros机器人驱动板
CN216531347U (zh) 一种可配置电源输出功率的串口服务器
CN111628627B (zh) 一种水下潜标可扩展电源系统
CN220107965U (zh) 一种支持usb端口和uart端口的单端口电路
CN220252569U (zh) 一种pcie m.2接口转换cpci板
CN215576197U (zh) 舞台机械网关
CN207518568U (zh) 一种基于双光耦的高速双向通信隔离电路
CN217721221U (zh) 一种带温湿度和倾斜检测的路由器板卡
CN210839528U (zh) 一种串口通信信号异常修正电路及按摩椅

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200306

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication