CN113328419B - 可插拔模块的浪涌电流控制电路、可插拔模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可插拔模块的浪涌电流控制电路、可插拔模块。可插拔模块通过金手指连接器与插入的电子设备母座连接器连接，金手指连接器包括并排设置的传统金手指和增加的金手指，增加的金手指位于金手指连接器的边缘，传统金手指位于金手指连接器的内侧，传统金手指和增加的金手指中分别包含有用于传输电源信号的一到多个传统电源触点和一到多个增加的电源触点，该电路包括负载开关和下拉电阻，负载开关的输入端与一个或多个增加的电源触点、一个或多个传统电源触点连接；负载开关的使能端与任一个传统电源触点连接；下拉电阻与负载开关的使能端相连。本申请电路在模块插入和拔出设备时可有效地抑制浪涌电流产生，避免对设备电源网络造成影响。

Description

可插拔模块的浪涌电流控制电路、可插拔模块

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种可插拔模块的浪涌电流控制电路、可插拔光模块。

背景技术

可插拔模块做为一种功能完备的电子产品，由集成电路芯片、晶体管、电阻、电容、电感等各种元件组成，由于退耦电容的使用，整个电路通常对设备电源呈容性负载的特点，当模块插入设备上电瞬间，因退耦电容的充电将容易产生较大的冲击电流，若不加以有效控制，将可能造成设备电源网络电压大幅跌落，引起工作异常甚至损坏。

较常见的可插拔光模块浪涌电流控制方法有以下两种：在模块电源回路串入PMOS管结合栅极RC延时导通来使光模块与设备电源缓慢接通，或使用集成负载开关限制电源电压上升斜率，起到减小浪涌电流的目的。

随着通信速率和端口密度的快速提高，双密度金手指类型的光模块的用量正在增加，例如双密度四通道小型可插拔封装（Quad Small Form-factor Pluggable-DoubleDensity，QSFP-DD）、双密度小型可插拔封装（Small Form-factor Pluggable-DoubleDensity，SFP-DD）等，因其金手指连接器分增加的金手指（Additional pads）和传统金手指（Legacy pads）两列，每列均有若干电源触点，两列触点之间有一段空隙，因此这类光模块在插入设备时会经历通电、掉电、通电过程，拔出设备时则会经历掉电、通电、掉电过程，因短时间内存在连续两次通电过程，上述常见的浪涌电流控制方法在此类模块上无法有效控制浪涌电流。

发明内容

（一）要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种可插拔模块的浪涌电流控制电路、可插拔模块。

（二）技术方案

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种可插拔模块的浪涌电流控制电路，所述可插拔模块通过金手指连接器与插入的电子设备母座连接器连接，所述金手指连接器包括并排设置的传统金手指和增加的金手指，所述增加的金手指位于所述金手指连接器的边缘，所述传统金手指位于所述金手指连接器的内侧，所述传统金手指和所述增加的金手指中分别包含有用于传输电源信号的一到多个传统电源触点和一到多个增加的电源触点，该电路包括：

负载开关，用于通过使能端控制所述负载开关的导通和断开，并控制输出至所述可插拔模块的电压的上升速率；其中，所述负载开关的输入端与一个或多个传统电源触点、一个或多个增加的电源触点连接；所述负载开关的使能端与任一个传统电源触点连接；

下拉电阻，与所述负载开关的使能端相连，用于提供对地直流电阻，以在所述使能端未接通电源时保持所述负载开关为断开状态。

可选地，所述传统金手指、所述增加的金手指分别包括并排设置且相互隔离的多个触点，所述多个触点包括一到多个接地触点、一到多个电源触点和一到多个信号触点。

可选地，所述传统金手指和所述增加的金手指中每个金手指的触点分布于电路板插拔端顶面和底面。

可选地，所述可插拔模块为采用多源协议规定的封装形式的可插拔光模块。

可选地，当可插拔光模块为QSFP-DD光模块时，QSFP-DD光模块Legacy QSFP28金手指的触点VccTx、VccRx与Additional QSFP-DD金手指的触点VccTx1、VccRx1、Vcc2连接至负载开关的输入端，所述Legacy QSFP28金手指的触点Vcc1连接至负载开关的使能端和下拉电阻的上端，所述下拉电阻的下端接地。

可选地，当可插拔光模块为SFP-DD光模块时，SFP-DD光模块Legacy SFP金手指的触点VccT与Additional SFP-DD金手指的触点VccT1、VccR1连接至负载开关的输入端，所述Legacy SFP金手指的触点VccR连接至负载开关的使能端和下拉电阻的上端，所述下拉电阻的下端接地。

第二方面，本申请实施例提供一种可插拔模块，包括双密度金手指和上述第一方面中的任一项所述的浪涌电流控制电路。

（三）有益效果

本申请的有益效果是：本申请提出了一种可插拔模块的浪涌电流控制电路，该电路采用负载开关做为浪涌控制元件，并通过将负载开关的使能脚接至传统金手指电源触点中的一个，在模块插入和拔出设备时可以确保有效的抑制浪涌电流产生，避免对设备电源网络造成影响，并满足相关标准要求。

进一步地，本申请还提出一种可插拔模块，可以有效的避免双密度金手指光模块在插入、拔出设备时产生浪涌电流。

附图说明

本申请借助于以下附图进行描述：

图1为本申请一个实施例中的可插拔模块的浪涌电流控制电路结构示意图；

图2a为本申请一个实施例中的可插拔模块的金手指位置示意图；

图2b为本申请一个实施例中的电子设备的母座连接器弹片位置示意图；

图3a为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块金手指俯视功能示意图；

图3b为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块金手指仰视功能示意图；

图4为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块浪涌控制电路连接示意图；

图5a为本申请又一个实施例中的SFP-DD光模块金手指俯视功能示意图；

图5b为本申请又一个实施例中的SFP-DD光模块金手指仰视功能示意图。

附图标记：

10、电子设备；11、顶面的传统接触弹片；12、底面的传统接触弹片；13、顶面的增加的接触弹片；14、底面的增加的接触弹片；

20、可插拔模块；21、传统金手指顶面触点；22、传统金手指底面触点；23、增加的金手指顶面触点；24、增加的金手指底面触点；

101、母座连接器；102、金手指连接器；103、负载开关；104、下拉电阻；105、负载电路。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。可以理解的是，以下所描述的具体的实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

实施例一

图1为本申请一个实施例中的可插拔模块的浪涌电流控制电路结构示意图，如图1所示，一种可插拔模块的浪涌电流控制电路，可插拔模块通过金手指连接器102与插入的电子设备母座连接器101连接，金手指连接器包102括并排设置的传统金手指（Legacy pads）和增加的金手指（Additional pads），增加的金手指位于金手指连接器的边缘，传统金手指位于金手指连接器的内侧，传统金手指和增加的金手指中分别包含有用于传输电源信号的一到多个传统电源触点和一到多个增加的电源触点，该电路包括：

负载开关103，用于通过使能端控制负载开关103的导通和断开，并控制输出至可插拔模块的电压的上升速率；其中，负载开关103的输入端与一个或多个传统电源触点、一个或多个增加的电源触点连接连接；负载开关103的使能端与任一个传统电源触点连接；

下拉电阻104，与负载开关103的使能端相连，用于提供对地直流电阻，以在使能端未接通电源时保持负载开关103为断开状态。

本申请提出了一种可插拔模块的浪涌电流控制电路，该电路采用负载开关做为浪涌控制元件，并通过将负载开关的使能脚接至传统金手指电源触点中的一个，在模块插入和拔出设备时可以确保有效的抑制浪涌电流产生，避免对设备电源网络造成影响，并满足相关标准要求。

为了更好地理解本发明，以下对本实施例的各模块展开说明。

本实施例中，传统金手指和增加的金手指可以分别包括并排设置且相互隔离的多个触点，多个触点包括一到多个接地触点、一到多个电源触点和一到多个信号触点。

需要说明的是，可插拔模块金手指连接器的触点分布于电路板插拔端顶面和底面，电路板插拔端顶面和底面均包含传统金手指和增加的金手指。图2a为本申请一个实施例中的可插拔模块的金手指位置示意图，如图2a所示，可插拔模块20中，传统金手指包括传统金手指顶面触点21和传统金手指底面触点22，增加的金手指包括增加的金手指顶面触点23和增加的金手指底面触点24。

本实施例中，电子设备中设置有母座连接器101包括传统接触弹片列和增加的接触弹片列，每个接触弹片列均包括多个接触弹片；图2b为本申请一个实施例中的电子设备的母座连接器弹片位置示意图，如图2b所示，电子设备10的母座连接器101中，每个传统接触弹片包括顶面的传统接触弹片11和底面的传统接触弹片12，每个增加的接触弹片包括顶面的增加的接触弹片13和底面的增加的接触弹片14。

传统接触弹片列中的每一接触弹片用于和模块的金手指连接器传统金手指中对应的一个触点相接触；增加的接触弹片列中的每一接触弹片用于和模块的金手指连接器增加的金手指中的一个对应触点相接触。

具体地，母座连接器101可以是用于插入满足多源协议规定的光模块的标准连接器。金手指连接器102插入母座连接器101，从而与电子设备连接。需要说明的是金手指连接器102插入母座连接器101的过程包括：

当可插拔模块插入设备时，将经历三个过程：T1增加的金手指先接触到母座连接器101的传统接触弹片，T2增加的金手指与母座连接器101的传统接触弹片的触点断开，T3增加的金手指、传统金手指分别与增加的接触弹片和传统接触弹片的触点接通。

本实施例中，可插拔模块可以是采用多源协议规定的封装形式的可插拔光模块，可插拔光模块包括但不限于SFP-DD、QSFP-DD等封装形式。

相应地，金手指连接器102作为可插拔光模块上设置的与设备的电气连接口，可以是双密度金手指。

负载电路105通常为可插拔模块各个功能电路及用于电源滤波的退耦电容。具体地，功能电路可以是芯片、晶体管、电容、电阻、电感。

本实施例中，负载开关103可以是集成负载开关，由四个引脚组成：输入电压引脚、输出电压引脚、使能引脚和接地引脚。使能引脚与一个传统电源触点连接，负载开关的输入电压引脚与所有的增加的金手指电源触点和其余的传统金手指电源触点连接，输出电压引脚接负载电路，即可插拔模块内部的电路，接地引脚用于接地。

以下针对可插拔光模块SFP-DD、QSFP-DD，通过两个实施例对浪涌电流控制电路进行进一步说明。

实施例二

图3a为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块金手指俯视功能示意图，图3b为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块金手指仰视功能示意图；如图3a和图3b所示，Additional QSFP-DD金手指为增加的双密度四通道小型可插拔光模块金手指，位于电路板插拔端边缘；Legacy QSFP28金手指为传统四通道小型可插拔光模块金手指，位于模块插拔端内侧，其中VccTx、VccRx、Vcc1、VccTx1、VccRx1、Vcc2触点用于分别给模块内各功能单元供电，也可连接到一起同时给模块内各功能单元供电，模块生产厂家可以自由决定内部连接方式。设备上的母座连接器VccTx、VccRx、Vcc1、VccTx1、VccRx1、Vcc2弹片通过LC滤波器后均连接至同一Host Vcc电源网络。以下针对本实施例中的QSFP-DD光模块的浪涌控制电路进行说明。

图4为本申请另一个实施例中的QSFP-DD光模块浪涌控制电路连接示意图；如图4所示，QSFP-DD光模块金手指Legacy QSFP28金手指的触点VccTx、VccRx与AdditionalQSFP-DD金手指的触点VccTx1、VccRx1、Vcc2连接至一起，做为模块的Vcc输入电源连接至负载开关的输入端VI，Legacy QSFP28金手指的触点Vcc1连接至负载开关U1的使能脚ON和下拉电阻R1的上端，R1的下端接地。负载开关的输出端VO输出电压Vcc3至负载电路，模块负载电路的若干个退耦电容用CL表示，CL的上端接至负载开关的输出端VO，下端接地。此外，负载开关的接地端也接地。

经测试，采用常规浪涌控制电路的光模块插入和拔出过程二次上电产生的浪涌电流最大值达数安培。采用本实施例的浪涌控制电路后，插入过程未发生二次上电现象，在模块完全插入后Vcc才上电，浪涌电流小于规范要求；拔出过程未发生二次上电现象，无浪涌电流产生。

实施例三

图5a为本申请又一个实施例中的SFP-DD光模块金手指俯视功能示意图，图5b为本申请又一个实施例中的SFP-DD光模块金手指仰视功能示意图。如图所示，Additional SFP-DD金手指为增加的双密度小型可插拔光模块金手指，位于插拔端边缘；Legacy SFP 金手指为小型可插拔光模块传统金手指，位于模块插拔端内侧。其中VccT、VccR、VccT1、VccR1同时用于给模块内各功能单元供电。

以下针对本实施例中的SFP-DD光模块的浪涌控制电路进行说明。

如图5b所示，SFP-DD光模块金手指Legacy SFP金手指的VccT触点与AdditionalSFP-DD金手指的VccT1、VccR1触点连接至一起，做为模块的Vcc输入电源连接至负载开关的输入端VI，Legacy SFP金手指的VccR触点连接至负载开关U1的使能脚ON和下拉电阻R1的上端，R1的下端接地，模块负载电路的若干个退耦电容用CL表示，CL的上端接至负载开关的输出端VO，下端接地。

当双密度可插拔光模块插入光纤设备的母座连接器时，将经历三个过程：

T1、Additional SFP-DD金手指触点先接触到光模块插座legacy弹片；

T2、Additional SFP-DD 金手指触点与光模块插座legacy弹片断开；

T3、Additional SFP-DD 金手指Legacy SFP金手指触点分别与光模块插座additional弹片和 legacy弹片接通。

实施例三中，将负载开关的使能脚接至SFP-DD光模块的Legacy SFP 金手指电源触点VccT或VccR其中之一，在光模块插入设备的T1时间，Additional SFP-DD金手指触点先接触到光模块插座legacy弹片，此时虽然负载开关输入端接触到了设备的电源，但由于使能脚还未接触到电源，故受下拉电阻的作用仍为低电平，所以负载开关保持断开，此时无电流产生；在光模块插入设备的T2时间，光模块所有金手指均未与设备上光模块插座产生连接；在光模块插入设备的T3时间，Additional SFP-DD金手指触点、Legacy SFP金手指触点分别与光模块插座additional弹片和 legacy弹片接通，此时负载开关的使能脚所连接的金手指Legacy SFP 金手指 电源触点为高电平，所以负载开关导通，并以受控的上升斜率接通模块电路与设备电源，有效避免了浪涌电流的产生。

在光模块拔出设备时，过程反之，Additional SFP-DD金手指触点、Legacy SFP 金手指触点分别与光模块插座additional弹片和 legacy弹片断开，负载开关因使能脚与设备电源断开变为低电平而随即断开，而后即使Additional SFP-DD金手指触点与光模块插座legacy弹片再次接触，也因负载开关使能脚一直为低电平而避免了拔出光模块时可能产生的浪涌电流。

实施例二中，将负载开关的使能脚接至QSFP-DD光模块的Legacy QSFP28金手指的触点Vcc1、VccTx和VccRx中的一个，插拔过程与SFP-DD光模块相同，此处不再展开描述。

上述两个实施例提出了针对可插拔光模块QSFP-DD、SFP-DD的浪涌电流控制电路，该电路采用负载开关做为浪涌控制元件，并通过将负载开关的使能脚接至Legacy QSFP28金手指或Legacy SFP金手指电源触点中的一个，在QSFP-DD、SFP-DD光模块插入设备时可以确保有效的抑制浪涌电流产生，避免对设备电源网络造成影响，并满足相关标准要求。

本申请第二方面提出一种可插拔模块，包括双密度金手指和上述第一方面任一项所述的浪涌电流控制电路。

本申请提出的一种可插拔模块，可以有效的避免双密度金手指光模块在插入、拔出设备时产生浪涌电流。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (7)

1.一种可插拔模块的浪涌电流控制电路，所述可插拔模块通过金手指连接器与插入的电子设备母座连接器连接，其特征在于，所述金手指连接器包括并排设置的传统金手指和增加的金手指，所述增加的金手指位于所述金手指连接器的边缘，所述传统金手指位于所述金手指连接器的内侧，所述传统金手指和所述增加的金手指中分别包含有并排设置且相互隔离的多个触点，多个触点包括用于传输电源信号的一到多个传统电源触点和一到多个增加的电源触点，该电路包括：

负载开关，用于通过使能端控制所述负载开关的导通和断开，并控制输出至所述可插拔模块的电压的上升速率；其中，所述负载开关的输入端与一个或多个传统电源触点、一个或多个增加的电源触点连接；所述负载开关的使能端与任一个传统电源触点连接；

下拉电阻，与所述负载开关的使能端相连，用于提供对地直流电阻，以在所述使能端未接通电源时保持所述负载开关为断开状态。

2.根据权利要求1所述的可插拔模块的浪涌电流控制电路，其特征在于，所述传统金手指、所述增加的金手指分别包括并排设置且相互隔离的多个触点，所述多个触点包括一到多个接地触点、一到多个电源触点和一到多个信号触点。

3.根据权利要求2所述的可插拔模块的浪涌电流控制电路，其特征在于，所述传统金手指和所述增加的金手指中每个金手指的触点分布于电路板插拔端顶面和底面。

4.根据权利要求1所述的可插拔模块的浪涌电流控制电路，其特征在于，所述可插拔模块为采用多源协议封装形式的可插拔光模块。

5.根据权利要求2所述的可插拔模块的浪涌电流控制电路，其特征在于，当可插拔光模块为QSFP-DD光模块时，QSFP-DD光模块Legacy QSFP28金手指的触点VccTx、VccRx与Additional QSFP-DD金手指的触点VccTx1、VccRx1、Vcc2连接至负载开关的输入端，所述Legacy QSFP28金手指的触点Vcc1连接至负载开关的使能端和下拉电阻的上端，所述下拉电阻的下端接地。

6.根据权利要求2所述的可插拔模块的浪涌电流控制电路，其特征在于，当可插拔光模块为SFP-DD光模块时，SFP-DD光模块Legacy SFP金手指的触点VccT与Additional SFP-DD金手指的触点VccT1、VccR1连接至负载开关的输入端，所述Legacy SFP金手指的触点VccR连接至负载开关的使能端和下拉电阻的上端，所述下拉电阻的下端接地。

7.一种可插拔模块，其特征在于，包括双密度金手指和权利要求1-6中的任一项所述的浪涌电流控制电路。

Images