CN218387473U - 一种基于vpx架构的热插拔电源控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构，由一个MOS管、一个三极管、3个电阻和8个电容组成，各部件连接关系为：电源复位键连接三极管，间接控制电源的关断。电容C8连三极管的基极，使三极管导通变缓；电阻R3连至MOS管Q1的栅极，电容C4和C5连至MOS管的源极。电阻R2接至三级管的集电极。电容C1、C2、C3、C6、C7接背板的输入电源接口。本实用新型能够解决VPX总线自身不具备热插拔的问题。

Description

一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路结构，具体涉及一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构。

背景技术

热插拔(HotSwap)技术即带电插拔，在一些即插即用的设备中已被普遍运用，其允许用户在不关闭系统电源的情况下，将基于高速VPX总线架构的板卡插入或拔出系统而不影响系统的正常工作，从而提高了系统的可靠性、快速维修性、冗余性和对灾难的及时恢复能力等。对于多板卡集成的数字化系统而言，热插拔技术可在维持整个数字化系统稳定的情况下，更换发生故障的个别板卡，并保证数字化系统中其他板卡的正常运作。

由于VPX总线在物理硬件基础上不具有对热插拔的支持能力，同时VPX总线也没有明确表示支持热插拔功能。因此，现有的基于VPX总线架构的设备/板卡，都尚不支持热插拔功能。但是随着VPX总线的优势体现，在VPX总线被广泛应用的同时，对VPX总线热插拔功能的需求正在逐渐上升。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构，以解决VPX总线自身不具备热插拔的问题。

本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型实施例提供一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构，包括：MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一至第八电容；

其中，所述三极管Q2的基极与电源复位键连接，所述三极管Q2的集电极与第二电阻R2的一端连接；所述电源复位键与VPX板卡的助拔器连接；

第八电容的一端与所述三极管Q2的基极连接，另一端与所述三极管Q2的发射极连接；

所述第二电阻R2的另一端与MOS管Q1的栅极连接；

第一至第三电容形成第一电容组，第一电容组与背板的输入电源接口和MOS管Q1的源极分别连接；

第四电容和第五电容形成第二电容组，第二电容组的一端与MOS管的源极连接，另一端与MOS管Q1的栅极连接；

第一电阻R1的一端与三极管Q1的集电极连接，另一端与MOS管Q2的源极连接；

第一电阻R1的一端与MOS管Q2的源极连接，另一端与MOS管Q2的漏极连接；

第六电容和第七电容形成第三电容组，第三电容组与MOS管Q2的漏极和VPX板卡的输入电源接口分别连接。

本实用新型实施例至少具有以下技术效果：通过基于高速VPX总线板卡助拔器连接的3态微动开关作为触发信号，在电路中用到了三极管和MOS管做电源开关，能够解决VPX总线不支持热插拔的问题，具有稳定可靠的热插拔效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本实用新型实施例提供的基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构的结构，包括：MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1至第八电容C8。

其中，所述三极管Q2的基极(B极)与电源复位键1连接，所述三极管Q2的集电极(C极)与第二电阻R2的一端连接。所述第二电阻R2的另一端与MOS管Q1的栅极连接。

在本实用新型实施例中，所述电源复位键1可通过引线与VPX板卡的助拔器连接，用于间接控制电源的关断。在本实用新型实施例中，凡符合OPEN-VPX总线架构的设备/板卡(含3U和6U)，包括VPX板卡和助拔器，所述助拔器固定在电源板卡的上端，所述助拔器包括3态微动开关，通过助拔器控制微动开关的开启和关闭进而控制VPX电源的工作状态。

继续参考图1，第八电容C8的一端与所述三极管Q2的基极连接即与电源复位键1和三极管Q2之间的线路连接，另一端与所述三极管Q2的发射极(E极)连接。三极管Q2的发射极还与地连接。进一步地，第一电容C1至第三电容C3并联连接形成第一电容组，第一电容组与背板的输入电源接口2和MOS管Q1的源极(S极)分别连接。在本实用新型实施例中，背板用于为多个VPX板卡提供电源，多个VPX板卡插在背板上。背板的输入电源可为12V直流电源。第一电容组用于起滤波作用，滤除杂波和交流成分。

进一步地，第四电容C4和第五电容C5并联连接形成第二电容组，第二电容组的一端与MOS管Q1的源极连接，另一端与MOS管Q1的栅极(G极)连接。第二电阻R2和第二电容组共同控制MOS管Q1的导通速度。第二电阻R2的取值范围可为10KΩ到800KΩ，优选，可为100KΩ。

进一步地，第一电阻R1的一端与三极管Q1的集电极C连接，即与三极管Q1和第二电阻R2之间的线路连接，第一电阻R1的另一端与MOS管Q2的源极连接，即与第一容组和第二电容组之间的线路连接。第一电阻R1为Q1的栅极分压电阻，在三极管Q2不导通时R2起上拉作用，导通时起限流的作用，取值范围为10KΩ到800KΩ，优选，可为100KΩ。

进一步地，第六电容C6和第七电容C7并联连接形成第三电容组，第三电容组与MOS管Q2的漏极D和VPX板卡的输入电源接口3分别连接。VPX板卡的输入电源为12V直流电源。第六电容C6和第七电容C7分别为输出滤波电容。第三电容组还与地连接。

本实用新型实施例提供的基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构通过基于高速VPX总线板卡助拔器连接的3态微动开关作为触发信号，在电路中用到了三极管和MOS管做电源开关，电路工作原理为：

电源复位键1为高电平时，Q2的基极的控制信号为高电平，Q2处于导通状态，使得Q1的栅极拉到低电平，此时Q1处于导通状态，即三极管Q2和MOS管Q1均导通，电源接通，负载上电；

电源复位键1为低电平时，Q2的基极的控制信号为低电平，Q2处于截至状态，Q1的栅极被R2拉到高电平，Q1恢复截至状态，即三极管Q2和MOS管Q1均不导通，电源关断不通，负载下电。

进一步地，在本实用新型实施例中，第八电容C8的作用在于能够使得三级管Q2的导通时间变缓，从而能够使得在上电时，微动开关的打开速度不会过快，而是缓慢打开，从而使得电源复位键突然变高时，VPX板卡的输入电源接口3接通时，背板的输入电源被拉下，导致电路工作不正常。

进一步地，第五电容C5和第二电阻R2的作用在于使得MOS管Q1的导通变缓。

进一步地，在本实用实施例中，在三极管Q2导通前，Q1的栅极和源极之间的电压V_GS＝0。当Q2由不导通变为导通时，因为Q1的GS上面有电容，电容两端电压不能突变，Q1的G极不会马上被拉低，而是需要通过R3对电容C5和C4进行充电，充电的过程就是G极电压变低的过程，即V_GS是慢慢变化的，所以Q1也是慢慢导通的，开启的速度取决于C4和C5及R3的值。

进一步地，在本实用新型实施例中，第一电容至第八电容的电容范围可为100nF～10uF。优选，第一电容C1至第三电容C3的电容可均为100nF，第四电容C4的电容可为1uF，第五电容C5的电容可为100nF，第六电容C6的电容可为1uF，第七电容C7的电容可为100nF，第八电容C8的电容可为1uF。

综上，本实用新型实施例提供的基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构至少具有以下技术效果：利用基于VPX总结架构的板卡助拔器上连接的微动开关的断开/闭合，触发电源的控制信号，从而切断VPX板卡的供电，避开了VPX总线不具有热插拔的物理基础以及不支持热插拔的弊端，实现了热插拔时电源线断开与接入时的安全时序。解决了VPX总线不支持热插拔的问题，具有稳定可靠的热插拔效果。此外，由于在基于VPX总结架构的板卡中加入了热插拔电源控制电路结构，能够在系统开机情况下将损坏的模块移除，还可以在开机情况下做更新或扩容而不影响系统操作。并且，由于热插拔零件的可靠度提升，还可以将它们用做断电器，而且因为热插拔能够自动恢复，有很多热插拔芯片为系统提供线路供电情况的信号，以便系统做故障分析，因此减少了成本。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本实用新型的范围和精神。本实用新型公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种基于VPX架构的热插拔电源控制电路结构，其特征在于，包括：MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一至第八电容；

其中，所述三极管Q2的基极与复位键连接，所述三极管Q2的集电极与第二电阻R2的一端连接；所述复位键与VPX板卡的助拔器连接；

第八电容的一端与所述三极管Q2的基极连接，另一端与所述三极管Q2的发射极连接；

所述第二电阻R2的另一端与MOS管Q1的栅极连接；

第一至第三电容形成第一电容组，第一电容组与背板的输入电源接口和MOS管Q1的源极分别连接；

第四电容和第五电容形成第二电容组，第二电容组的一端与MOS管的源极连接，另一端与MOS管Q1的栅极连接；

第一电阻R1的一端与三极管Q1的集电极连接，另一端与MOS管Q2的源极连接；

第六电容和第七电容形成第三电容组，第三电容组与MOS管Q2的漏极和VPX板卡的输入电源接口分别连接。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，第三电容组为输出滤波电容。

3.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，当Q2的基极的控制信号为高电平时，Q2和Q1处于导通状态；当Q2的基极的控制信号为低电平时，Q2和Q1处于截至状态。

4.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值范围分别为10KΩ～800KΩ。

5.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，第一至第八电容的电容范围为100nF～10uF。

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