CN204189161U - 一种热插拔控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种热插拔控制系统。包括，一检测单元，用以于卡槽中插入或拔出外部设备时，生成检测信号；一防抖动电路，与检测单元的信号输出端连接，用以对检测信号进行消抖处理，以得到处理后的检测信号；一开关电路，与防抖动电路连接，以处理后的检测信号作为触发信号导通或断开一供电电源与卡槽的电源端口之间的连接。本实用新型以卡槽插入或拔出外部设备的检测信号作为触发源，驱动开关电路中MOS管导通或关断，以控制供电电源与卡槽的电源端口之间的通断，从而实现外部设备的热插拔功能；主要通过硬件方式，用专有的电子线路和电子器件实现热插拔功能，释放系统原本的开销，提高系统稳定性。

Description

一种热插拔控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种热插拔控制系统。

背景技术

热插拔(Hot swapping或Hot plugging)即“带电插拔”，指可以在主板运作时插上或拔除硬件。配合适当的软件，便可以在不用关闭电源，不关闭系统的情况下插入或拔除支援热插拔的周边装置，不会导致主机或周边装置烧毁并且能够即时侦测及使用新的装置，从而提高了系统的扩展性、灵活性以及对灾难的及时恢复能力。然而目前支持热插拔设备大多是通过软件机制实现热插拔功能，但这会增加系统的内存开销等，降低系统的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种热插拔控制系统，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种热插拔控制系统，其中，包括，

一检测单元，用以于一卡槽中插入或拔出一外部设备时，生成检测信号；

一防抖动电路，与所述检测单元的信号输出端连接，用以对所述检测信号进行消抖处理，以得到处理后的检测信号；

一开关电路，与所述防抖动电路连接，以所述处理后的检测信号作为触发信号导通或断开一供电电源与所述卡槽的电源端口之间的连接。

本实用新型的热插拔控制系统，所述防抖动电路包括，

第一供电电源端，用以连接所述供电电源；

接地端；

信号输入端，用于输入所述检测信号；

信号输出端，用于输出所述处理后的检测信号；

第一电容，连接于一第一交汇节点与所述接地端之间，所述信号输入端与所述第一交汇节点连接；

第一电阻，连接于所述第一供电电源端与所述第一交汇节点之间；

第二电阻，连接于所述第一交汇节点与所述信号输出端之间。

本实用新型的热插拔控制系统，所述开关电路包括，

触发信号输入端，用于输入所述触发信号；

第二供电电源端，用以连接所述供电电源；

接地端；

电源输出端，与所述卡槽的电源端口连接；

开关支路，所述开关支路的控制端与所述触发信号输入端连接，于所述触发信号的作用下所述开关支路可选择地连通所述第二供电电源端与所述电源输出端。

本实用新型的的热插拔控制系统，所述开关支路上设有P沟道MOS管，所述P沟道MOS管的栅极连接所述触发信号输入端，所述P沟道MOS管的漏极连接所述电源输出端，所述P沟道MOS管的源极连接一第二交汇节点，所述第二交汇节点与所述第二供电电源端连接。

本实用新型的热插拔控制系统，所述第二交汇节点与所述触发信号输入端之间依次串联第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和所述第五电阻相串联的点与所述P沟道MOS管的栅极连接。

本实用新型的热插拔控制系统，所述P沟道MOS管的漏极与所述接地端之间连接一滤波电容；和/或，所述P沟道MOS管的漏极与所述电源输出端之间串联一第一磁珠。

本实用新型的热插拔控制系统，所述第二供电电源端与所述接地端之间连接由至少一个滤波支路并联的第一组滤波支路；和/或，

所述电源输出端与所述接地端之间连接由至少一个滤波支路并联的第二组滤波支路；

每一个滤波支路上串联至少一电容。

本实用新型的热插拔控制系统，所述第二供电电源端与所述触发信号输入端之间串联一第三电阻。

本实用新型的热插拔控制系统，还包括一三极管，所述三极管的集电极连接于所述第四电阻和所述第五电阻相串联的点，所述三极管的发射极连接所述接地端，所述三极管的基极通过一第六电阻连接所述触发信号输入端；一第七电阻连接于所述三极管的基极和所述发射极之间；所述三极管的集电极与所述发射极之间还并联一第七电容。

本实用新型的热插拔控制系统，所述外部设备为TF卡或SD卡。

有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型：

1)以卡槽插入或拔出外部设备的检测信号作为触发源，驱动开关电路中MOS管导通或关断，以控制供电电源与卡槽的电源端口之间的通断，从而实现外部设备的热插拔功能；

2)主要通过硬件方式，用专有的电子线路和电子器件实现热插拔功能，释放系统原本的开销，提高系统稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图；

图2为本实用新型的防抖动电路结构图；

图3为本实用新型的一种实施例的开关电路结构图；

图4为本实用新型的另一种实施例的开关电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

参照图1，一种热插拔控制系统，用于控制主板系统运行时向与主板系统连接的卡槽中插入或拔出一外部设备，包括，

一检测单元1，用以于卡槽中插入或拔出外部设备时，生成检测信号；

一防抖动电路2，与检测单元1的信号输出端连接，用以对检测信号进行消抖处理，以得到处理后的检测信号；

一开关电路3，与防抖动电路2连接，以处理后的检测信号作为触发信号导通或断开一供电电源与卡槽的电源端口之间的连接。

本实用新型利用向卡槽中插入或拔出外部设备时，检测单元1会生成相应的检测信号，经过防抖动电路2处理后，由开关电路实现对卡槽的电源端口与供电电源的通断，使得外部设备根据卡槽上外部设备插入或拔出的情况工作或不工作，从而实现外部设备的热插拔功能。

外部设备插入卡槽的瞬间，因为接触金属片弹跳的关系，会使得检测信号呈现快速断续的现象，这种现象会导致后级电路的不稳定。所以，本实用新型特别加入上述的防抖动电路，用以消除抖动现象。

本实用新型的热插拔控制系统，参照图2，防抖动电路2可以包括，

第一供电电源端VDD，用以连接供电电源；

接地端GND；

信号输入端SD_CD_IN，用于输入检测信号；

信号输出端SD_CD_CARD，用于输出处理后的检测信号；

第一电容C1，连接于一第一交汇节点L与接地端GND之间；

第一电阻R1，连接于第一供电电源端VDD与第一交汇节点L之间；

第二电阻R2，连接于第一交汇节点L与信号输出端SD_CD_CARD之间；

信号输入端SD_CD_IN与第一交汇节点L连接。

当卡槽上插上外部设备后，信号输入端SD_CD_IN引脚对地短路，第一电容C1短路，快速放电，第一电容两端电压为0；卡槽上没有外部设备时，上述的防抖动电路2构成RC充电电路，第一电容C1两端电压为VDD，本实用新型保证检测信号不会出现快速高低变化的情况，整个过程的电平变化只有高和低，防止信号抖动的产生。

第二电阻R2可以采用阻值为0欧姆，精度5％的电阻，第二电阻R2一方面可以实现第一交汇节点L与信号输出端SD_CD_CARD之间导线连接，另一方面还为后期系统及电路调试提供了方便。

一种具体实施例，第一电容C1采用电容值为4.7uF,耐压值为6.3V的电容；第一电阻R1采用阻值为10K欧姆，精度5％的电阻。

本实用新型的热插拔控制系统，参照图3，开关电路3可以包括，

触发信号输入端SD_CD_CARD，用于输入触发信号；

第二供电电源端VDD，用以连接供电电源；

接地端GND；

电源输出端VCC，与卡槽的电源端口连接；

开关支路，开关支路的控制端与触发信号输入端SD_CD_CARD连接，于触发信号的作用下开关支路可选择地连通第二供电电源端VDD与电源输出端VCC。

本实用新型的热插拔控制系统，开关支路上设有P沟道MOS管Q4，P沟道MOS管Q4的栅极连接触发信号输入端SD_CD_CARD，P沟道MOS管Q4的漏极连接电源输出端VCC，P沟道MOS管Q4的源极连接一第二交汇节点X，第二交汇节点X与第二供电电源端VDD连接。

触发信号输入端SD_CD_CARD为处理过的卡槽的检测信号，无卡条件下信号电平拉高为5V，此时Vgs＝0V，栅极和源极间电压Vgs>-0.7V时，P沟道MOS管关闭，卡槽的电源端口与供电电源端口，不会获得供电电源。有外部设备如TF卡或SD卡插入后卡槽内部弹片使得检测引脚与地连接，信号电平为0V，Vgs＝-5V，栅极和源极间电压Vgs<-0.7V时,P沟道MOS管导通，卡槽的电源端口获得供电电源。

本实用新型的热插拔控制系统，第二交汇节点X与触发信号输入端SD_CD_CARD之间依次串联第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4和第五电阻R5相串联的点与P沟道MOS管Q4的栅极连接。

一种具体实施例，第四电阻R4可以采用阻值为0欧姆，精度5％的电阻；第五电阻R5采用阻值为1K欧姆，精度为1％的电阻。

本实用新型的热插拔控制系统，P沟道MOS管Q4的漏极与接地端GND之间连接一第四电容C4；和/或P沟道MOS管Q4的漏极与电源输出端VCC之间串联一第一磁珠FB9。第一磁珠FB9起到滤波和抗干扰作用。第四电容C4可以采用电容值为0.1uF，耐压值为16V的电容。第一磁珠FB9可以采用参数为阻抗为120欧姆,额定电流为2.5A。

本实用新型的热插拔控制系统，第二供电电源端VDD与触发信号输入端SD_CD_CARD之间可以串联一第三电阻R3。第三电阻R3可以采用阻值10K欧姆，精度5％的电阻。

本实用新型的热插拔控制系统，第二供电电源端VDD与接地端GND之间连接由至少一个滤波支路并联的第一组滤波支路，用于输入端滤波；和/或，

电源输出端VCC与接地端GND之间连接由至少一个滤波支路并联的第二组滤波支路用于输出端滤波；

每一个滤波支路上串联至少一电容。

一种具体实施例，第一组滤波支路包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2与第三电容C3并联连接，第二电容C2可以采用电容值为10uF，耐压值为6.3V的电容；第三电容C3可以采用电容值为0.1uF，耐压值为16V的电容；和/或，

第二组滤波支路包括第五电容C5和第六电容C6，第五电容C5与第六电容C6并联连接，第五电容C5可以采用电容值为10uF，耐压值为6.3V的电容；第六电容C6可以采用电容值为0.1uF，耐压值为16V的电容；

作为本实用新型的一种改进的实施例，第二交汇节点X与电源输出端VCC之间可以设置一旁路，旁路上预留用以放置一第二磁珠FB10，当第二磁珠FB10被放置后，串联于旁路上；当需要热插拔功能时，不需要放置第二磁珠FB10；当不需要热插拔功能时，放置第二磁珠FB10，使得第二供电电源端VDD直接提供供电电源至电源输出端VCC。第二磁珠FB10可以采用参数为阻抗为120欧姆,额定电流为2.5A。

本实用新型的热插拔控制系统，参照图4，还包括一三极管Q3，其集电极连接于第四电阻R4和第五电阻R5相串联的点，三极管Q3的发射极连接接地端GND，三极管Q3的基极通过一第六电阻R6连接触发信号输入端SD_CD_CARD；一第七电阻R7连接于三极管Q3的基极和发射极之间；三极管的集电极与发射极之间还并联一第七电容C7。

使用三极管与MOS管的配合，可实现不同逻辑控制，MOS管的导通与关断，从而使本实用新型的运用场景更广。

一种具体实施例，三极管Q3可以采用一NPN型三极管，如KMT3904，第六电阻R6可以采用阻值为22K欧姆，精度为5％的电阻；第七电阻R7可以采用阻值为100K欧姆，精度为5％的电阻。第七电容C7可以采用电容值为0.1uF，耐压值为16V的电容。

本实用新型的第一供电电源端与第二供电电源端的电压取值相等，可以同为5V或3.3V。

本实用新型的热插拔控制系统，外部设备可以为TF卡或SD卡或可扩展至SIM卡等外部设备。

本实用新型以卡槽插入或拔出外部设备的检测信号作为触发源，驱动开关电路中MOS管导通或关断，以控制供电电源与卡槽的电源端口之间的通断，从而实现外部设备的热插拔功能；同时还以纯硬件方式实现外部设备的热插拔功能，使得系统整体开销降低，稳定性也得到相应提高。并且还可移植作为其他功能芯片的热启动控制。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热插拔控制系统，其特征在于，包括， 

一检测单元，用以于一卡槽中插入或拔出一外部设备时，生成检测信号； 

一防抖动电路，与所述检测单元的信号输出端连接，用以对所述检测信号进行消抖处理，以得到处理后的检测信号； 

一开关电路，与所述防抖动电路连接，以所述处理后的检测信号作为触发信号导通或断开一供电电源与所述卡槽的电源端口之间的连接。 

2.根据权利要求1所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述防抖动电路包括， 

第一供电电源端，用以连接所述供电电源； 

接地端； 

信号输入端，用于输入所述检测信号； 

信号输出端，用于输出所述处理后的检测信号； 

第一电容，连接于一第一交汇节点与所述接地端之间，所述信号输入端与所述第一交汇节点连接； 

第一电阻，连接于所述第一供电电源端与所述第一交汇节点之间； 

第二电阻，连接于所述第一交汇节点与所述信号输出端之间。 

3.根据权利要求1所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述开关电路包括， 

触发信号输入端，用于输入所述触发信号； 

第二供电电源端，用以连接所述供电电源； 

接地端； 

电源输出端，与所述卡槽的电源端口连接； 

开关支路，所述开关支路的控制端与所述触发信号输入端连接，于所述触发信号的作用下所述开关支路可选择地连通所述第二供电电源端与所述电源输出端。 

4.根据权利要求3所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述开关支路上设有P沟道MOS管，所述P沟道MOS管的栅极连接所述触发信号输入端，所述P沟道MOS管的漏极连接所述电源输出端，所述P沟道MOS管的源极连接一第二交汇节点，所述第二交汇节点与所述第二供电电源端连接。 

5.根据权利要求4所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述第二交汇节点与所述触发信号输入端之间依次串联第四电阻和第五电阻，所述第四电阻和所述第五电阻相串联的点与所述P沟道MOS管的栅极连接。 

6.根据权利要求4所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述P沟道MOS管的漏极与所述接地端之间连接一第四电容；和/或所述P沟道MOS管的漏极与所述电源输出端之间串联一第一磁珠。 

7.根据权利要求3所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述第二供电电源端与所述接地端之间连接由至少一个滤波支路并联的第一组滤波支路；和/或， 

所述电源输出端与所述接地端之间连接由至少一个滤波支路并联的第二组滤波支路； 

每一个滤波支路上串联至少一电容。 

8.根据权利要求3所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述第二供电电源端与所述触发信号输入端之间串联一第三电阻。 

9.根据权利要求5所述的热插拔控制系统，其特征在于，还包括一三极管，所述三极管的集电极连接于所述第四电阻和所述第五电阻相串联的点，所述三极管的发射极连接所述接地端，所述三极管的基极通过一第六电阻连接所述触发信号输入端；一第七电阻连接于所述三极管的基极和所述发射极之间；所述三极管的集电极与所述发射极之间还并联一第七电容。 

10.根据权利要求1所述的热插拔控制系统，其特征在于，所述外部设备为TF卡或SD卡。