CN212137630U

CN212137630U - 一种缓启动控制电路

Info

Publication number: CN212137630U
Application number: CN202020488546.7U
Authority: CN
Inventors: 雷雄; 刘品; 李孟琦; 薛建军
Original assignee: New H3C Security Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Security Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2030-04-03

Abstract

本实用新型提供了一种缓启动控制电路，其中包括：第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端连接系统电源的输出端；第一电阻的第二端连接稳压二极管的负极；稳压二极管的正极连接至第三电阻的第一端以及PMOS管的栅极；第三电阻的第二端以及PMOS管的漏极通过导线接地；PMOS管的源极、第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容的第一端连接至缓启动芯片的使能管脚；第四电阻的第二端以及电容的第二端通过导线接地。该缓启动控制电路，既可以在板卡上电时延长缓启动等待时间，也可以在板卡下电时快速关断缓启动电路，并且电路结构简单，无需使用专用集成电路。

Description

一种缓启动控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术，具体地讲是一种缓启动控制电路。

背景技术

分布式机框一般都支持板卡的热插拔功能。支持热插拔需要每个板卡都具有稳定的缓启动电路，如图1所示。缓启动电路可防止板卡在插拔过程中的瞬态大电流引起系统电源电压跌落，从而影响系统中其他板卡的正常工作。

图2示出了板卡在快速拔插过程中板卡电源的变化过程。

板卡插入机框存在一个过程：板卡插入机框——连接器顶端接触——连接器完全接触——板卡插入到位。在此过程中，系统电源在连接器顶端接触时已经可以提供电源给板卡，但是为了防止板卡插入时出现打火、系统电源波动，板卡插入到位以后才能开启缓启动电路。因此，缓启动电路工作前需要有一段“缓启动等待时间”。

在检测机框故障时，可能会将板卡从机框中拔出后又快速插入机框；或者板卡插入时出现抖动使板卡的连接器出现多次接触、断开的情况。在这些情况下，在板卡被拔出时需要快速关断缓启动电路，从而确保即使板卡被再次快速插入机框时，已经关断的缓启动电路等待一段“缓启动等待时间”后，才能再次开启上电，来保证系统电源的稳定性。

有的缓启动集成电路(IC)具有专门的延时管脚，可以设置“缓启动等待时间”。但是，大部分缓启动IC没有设计延时管脚，在使用这类缓启动IC的板卡上，一种情况是舍弃快速关断缓启动电路的控制，通过尽量避免人为快速插拔操作来避免快速插拔操作可能引起的电源不稳定性。图3示出了现有的另一种缓启动延时控制电路，在缓启动电路前增加RC吸收电路，延长缓启动芯片的开启时间，通过调整RC吸收电路的充电时间以调整缓启动电路的上电等待时间。但是，RC电路充电越慢，放电也越慢，虽然增加了板卡内部电源上电前的缓启动等待时间，但是无法在板卡内部电源下电后快速关断缓启动电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种缓启动控制电路，用以增加板卡上电时缓启动芯片开启前的等待时间并且能够在板卡下电时快速关断缓启动电路。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种缓启动控制电路，其中包括：第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端连接系统电源的输出端；第一电阻的第二端连接稳压二极管的负极；稳压二极管的正极连接至第三电阻的第一端以及 PMOS管的栅极；第三电阻的第二端以及PMOS管的漏极通过导线接地；PMOS 管的源极、第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容的第一端连接至缓启动芯片的使能管脚；第四电阻的第二端以及电容的第二端通过导线接地。

本实用新型的有益效果在于，对不具有延时控制管脚的缓启动芯片IC，可通过一个使能管脚开启和关闭缓启动IC，不仅能够延长该类缓启动IC启动前的等待时间，还能在板卡被拔出机框时快速关闭缓启动IC。

附图说明

图1为分布式机框的板卡缓启动电路控制板卡电源的示意图；

图2为板卡插入和快速拔插时板卡内部电源的变化过程；

图3示出了现有缓启动电路的控制电路示意图；

图4所示为本实用新型的缓启动控制电路控制板卡电源的示意图；

图5所示为图4中缓启动控制电路的电路图。

具体实施方式

将对多个附图所示的多个例子进行详细说明。在以下详细描述中，多个具体细节用于提供对本公开的全面理解。实例中没有详细地描述已知的方法、步骤、组件以及电路，以免使这些例子难于理解。

使用的术语中，术语“包括”表示包括但不限于；术语“含有”表示包括但不限于；术语“以上”、“以内”以及“以下”包含本数；术语“大于”、“小于”表示不包含本数。术语“基于”表示至少基于其中一部分。

如图4所示，本实用新型提供的缓启动控制电路52的开启/延时电路521以及快速泄放电路522都连接于缓启动IC53的使能(Enable，En)管脚。缓启动 IC53不具有延时管脚。缓启动IC的控制(Control，Ctrl)管脚连接MOS管开关54。MOS管开关54连接板卡内部电源55。MOS管开关54可以是单个或者多个MOS管，根据板卡电流大小选择MOS管开关的通流能力以及数量，本申请对此不做限定。

当板卡被插入机框时，板卡的连接器与机框的系统电源接触，系统电源51 开始向板卡供电。

开启/延时电路521的电平缓慢升高，快速泄放电路522的电平快速升高，并保持关闭状态。在开启/延时电路的电平升高的过程中，快速泄放电路522不会有任何动作。

等待一定延时时间后，开启/延时电路521的电平升高至缓启动IC53的En 管脚的开启电平，缓启动IC53开始工作，通过输出控制信号打开MOS管开关 54。系统电源51输出的12V工作电压通过MOS管开关54向板卡内部电源55 供电，使板卡上电。这时，开启/延时电路521达到稳态，快速泄放电路522达到稳态，保持关闭状态。板卡内部电源55处于稳定供电状态。

当板卡被拔出机框时，板卡的连接器与机框的系统电源分离，快速泄放电路522的电平快速下降，开启/延时电路521的电平缓慢下降，当快速泄放电路 522与开启/延时电路521的电压差到达快速泄放电路522的接地泄放开关(图4 未示)导通电压时，缓启动IC53的En管脚的工作电平通过快速泄放电路522 的接地泄放开关被快速泄放掉，缓启动IC 53被迅速关闭。MOS管开关54关闭，板卡内部电源55停止向板卡供电。

这样，即使板卡再被快速插入机框，由于缓启动IC53已经被关闭，缓启动 IC53需要等待一定延长时间之后才能启动工作。这样，在板卡被快速插拔的情况下，也能保证板卡的电源稳定性。

图5所示为缓启动控制电路52的电路图。缓启动控制电路52中，电阻R1 的第一端以及电阻R2的第一端连接系统电源51的输出端。电阻R1的第二端与稳压二极管D1的负极连接。稳压二极管D1的正极连接至电阻R3的第一端以及PMOS管P1的栅极。

PMOS管P1的漏极以及电阻R3的第二端通过导线接地。

PMOS管P1的源极、电阻R2的第二端、电阻R4的第一端以及电容C1的第一端连接至缓启动IC53的En管脚。电阻R4的第二端以及电容C1的第二端通过导线接地。

假设图5中系统电源的输入电压VIN为12V，PMOS管P1的VGS值为-0.5V，稳压二极管的击穿电压为5.0V。使用某缓启动IC时，电阻R1和电阻R3的阻值为2K/2K，电阻R2的阻值为330K，电阻R4的阻值为82K,电容C1的容值为 10UF。图5中缓启动控制电路52的工作过程如下：

(1)板卡插入机框，当板卡被插入机框时，板卡的连接器与机框系统电源接触，系统电源51开始向板卡供电，VIN电压上升。在VIN未达到稳压二极管D1的击穿电压5.0V前，A点的电压为0，B点电压开始上升。由于电阻R2的第二端连接电容C1的第一端，B点的电压由于电容C1 充电而上升的非常缓慢，无法达到0.5V，即A点与B点的电压差无法满足PMOS管P1的VGS值-0.5V，因此，PMOS管P1不会导通

(2)当VIN达到稳压二极管D1的击穿电压5.0V，稳压二极管D1导通。由于A点的分压电阻小于B点分压电阻，稳压二极管D1导通后，A 点的电压快速上升；B点因为分压电阻R2和R4的阻值大使得电流较小，电容C1充电，B点电压缓慢上升。因此，A点电压快速上升，而B点电压缓慢上升，实现了A点电压上升比B点电压上升快的目标。这样，A点与B点的电压差不会达到 -0.5V，PMOS管P1一直保持关闭。

(3)当B点电压上升达到缓启动IC53的EN电压后，缓启动IC53开始工作，输出图4中的CTRL信号，以打开图4中的MOS管开关54。当系统电源51输出的VIN达到12V稳定值，A、B点电压保持稳定，VGS大于 0，PMOS管P1处于关闭状态。

(4)板卡拔出机框时，系统电源与连接器分离，系统电源51输出的VIN 从12V开始下降，A点电压以及B点电压也开始下降。但是A点电压下降快于B点电压，当A点与B点电压差达到-0.5V时，PMOS管P1 导通，B点电压流向地，B点电压被瞬间释放。

(5)B点电压释放后，缓启动IC53被关闭。B点电压释放后，A点电压与 B点电压的差值大于-0.5V，PMOS管P1又会关闭。此时，VIN还没有下降到0V，B点电压因为分压的关系，会再次上升，但是不会超过 0.5V，小于缓启动IC的EN开启值。

因此，图4和图5中选用的P-MOS管P1的VGS的绝对值不能大于缓启动 IC的EN管脚的开启值，否则电路将无法工作。

例如，当缓启动IC53的EN管脚的门限值为1.2V～1.4V。那么选择的PMOS管 P1的VGS绝对值必须小于1.2V，即缓启动IC53的EN管脚的门限值的最小值。

本实用新型的有益效果在于，缓启动IC的启动前的等待时间增加，而缓启动IC关断时间能够达到很短的毫秒级别。经测试，图5中缓启动IC控制电路 52可以使缓启动IC53的启动前等待时间达到1.2s，而缓启动IC53的关断时间只有4.85ms。因此本申请提供的一种缓启动控制电路，既可以在板卡上电时延长缓启动等待时间，也可以在板卡下电时快速关断缓启动电路，并且电路结构简单，无需使用专用集成电路。

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

1.一种缓启动控制电路，其特征在于，包括：

第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端连接系统电源的输出端；

所述第一电阻的第二端连接稳压二极管的负极；

所述稳压二极管的正极连接至第三电阻的第一端以及PMOS管的栅极；

所述第三电阻的第二端以及所述PMOS管的漏极通过导线接地；

所述PMOS管的源极、所述第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容的第一端连接至缓启动芯片的使能管脚；

所述第四电阻的第二端以及所述电容的第二端通过导线接地。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述PMOS管的导通电压的绝对值小于所述缓启动芯片的使能管脚的最低电压门限值。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电阻和第三电阻的阻值要小于第二电阻和第四电阻的阻值。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述系统电源输出端的电压上升时，所述稳压二极管的正极与所述第三电阻的第一端以及PMOS管的栅极连接处的第一连接点电压上升快，所述PMOS管的源极、所述第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容C的第一端连接处的第二连接点的电压上升慢，所述PMOS管不导通。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述PMOS管的源极、所述第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容C的第一端的连接处的所述第二连接点的电压上升至所述缓启动芯片的使能管脚的电压门限时，使所述缓启动芯片工作。

6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述系统电源输出端的电压下降时，所述稳压二极管的正极与所述第三电阻的第一端以及PMOS管的栅极的连接处的所述第一连接点的电压下降快，所述PMOS管的源极、所述第二电阻的第二端、第四电阻的第一端以及电容的第一端的连接处的所述第二连接点的电压下降慢；

当所述第一连接点与所述第二连接点的压差等于所述PMOS管的导通电压时，所述PMOS管打开，所述第二连接点的电压被泄放，使所述缓启动芯片关闭。