KR20090022533A - Device and method for providing hot-swap function using switching regulator - Google Patents

Device and method for providing hot-swap function using switching regulator Download PDF

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Abstract

A device and a method for providing a hot-swap function by using a switching regulator are provided to supply stable power to an optional device without the additional design of the optional device when attaching and detaching components to and from an electronic system by using a switching regulator. A power supply unit(125) outputs power voltage, and a switching unit(130) which is connected to the power supply unit and has an outputting port and an enable port controls the transfer of power voltage to the outputting port. A first connector(135) is connected to the switching unit. An optional device includes: a local circuit(165); an enabling unit(195) which outputs an enable signal; and a second connector(170) which is connected to the local circuit and the enabling unit.

Description

스위칭 레귤레이터를 이용한 핫스왑 기능 제공 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING HOT-SWAP FUNCTION USING SWITCHING REGULATOR}Device and method for providing hot-swap function using switching regulator {DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING HOT-SWAP FUNCTION USING SWITCHING REGULATOR}

본 발명은 전자 시스템에서의 장치나 부품의 탈착을 가능하게 하는 핫스왑(hot-swap) 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 간단한 스위치를 이용하여 안정적인 핫스왑 기능을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to hot-swap technology that enables the removal of devices or components in electronic systems. In particular, the present invention relates to an apparatus and method for providing a stable hot swap function using a simple switch.

핫스왑 기능은 운영 중인 전자 시스템에서 시스템 전체의 동작에는 영향을 미치지 않으면서 그 장치나 부품을 교체하는 기능을 말하는 것으로, 최근에 널리 사용되고 있다. 예컨대, 핫스왑 기능을 제공하는 컴퓨터의 경우에는 동작 중에 본체(마더보드)에 하드 드라이브, CD-ROM 드라이브 등의 옵션 장치를 교체해도 컴퓨터의 동작 상태가 그대로 유지되게 된다. 핫스왑 기능은 본체와 옵션 장치로 구성되는 임의의 시스템에서 구현이 가능하며, 예컨대 구내 정보 통신망(LAN)에서의 공유 장비나 스카시(SCSI)와 IDE 하드 드라이브, 복수 배열 독립 디스크(RAID) 장비 등에도 적용 가능하다.Hot-swap is the ability to replace a device or part in a running electronic system without affecting the operation of the entire system. For example, in the case of a computer that provides a hot swap function, the operation state of the computer may be maintained even when an optional device such as a hard drive or a CD-ROM drive is replaced with a main body (motherboard) during operation. The hot-swap function can be implemented in any system consisting of a main body and an optional device, for example, shared equipment in a local area network (LAN), SCSI (SCSI) and IDE hard drives, and multiple array independent disk (RAID) equipment. Applicable

종래에는 핫스왑 기능을 제공하기 위하여 옵션 장치에 별도의 핫스왑 컨트롤러(hot-swap controller)를 사용하거나 돌입전류 방지 회로(inrush protection circuit)를 구현하였다.Conventionally, in order to provide a hot swap function, a separate hot-swap controller or an inrush protection circuit is implemented in an optional device.

옵션 장치 내에 별도의 핫스왑 컨트롤러를 구현하는 방식에 따르면, 본체에서 옵션 장치로의 전원 공급을 핫스왑 컨트롤러를 이용하여 제어한다. 구체적으로, 옵션 장치 내부의 로컬 회로는 본체에 있는 전원 공급 장치로부터 전원(옵션 주 전원)을 공급 받는데, 이 때 옵션 장치와 본체 간을 스위치, 예컨대 전원 FET(power FET)를 통해 연결하여 이 FET를 핫스왑 컨트롤러가 제어함으로써 본체에서 옵션 장치로의 전원 공급을 제어한다. 이 경우, 핫스왑 컨트롤러는 옵션 장치 내부에 있기는 하나 내부의 로컬 회로와는 별도로 본체의 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받는다. 옵션 장치가 실장되고 탈장될 경우의 구체적인 동작을 설명하면, 먼저 옵션 장치 실장 시에는, 본체의 그라운드(ground) 및 핫스왑 컨트롤러 전원이 옵션 주 전원보다 먼저 인가되고, 옵션 주 전원이 핫스왑 컨트롤러에 의해 전원 FET에서 차단되어 돌입전류나 스파크의 발생을 막으며, 핫스왑 컨트롤러가 전원 FET를 천천히 온시켜 로컬 회로에 옵션 주 전원이 천천히 공급되도록 하여, 본체의 전원에의 영향을 최소화한다. 옵션 장치 탈장 시에는, 옵션 주 전원이 먼저 차단되고 나서 그라운드 및 핫스왑 컨트롤러 전원이 차단되어, 주 전원 핀들의 불완전한 접촉으로 인한 스파크의 발생을 막고, 옵션 장치의 전원이 짧은 순간 동안 여러 번 온/오프되어 옵션 장치 내 칩들에 손상을 가할 수 있는 경우를 최소화한다.According to a method of implementing a separate hot swap controller in the option device, power supply from the main body to the option device is controlled by using the hot swap controller. Specifically, the local circuit inside the option device receives power (optional main power) from the power supply in the main unit, which is connected between the option unit and the main unit via a switch, for example, a power FET. The hot-swap controller controls the power supply from the main unit to the optional device. In this case, the hot-swap controller is powered from the main body's power supply separately from the internal circuitry inside the option device. The specific operation when the option device is mounted and mounted will be described. First, when the option device is mounted, the ground and the hot swap controller power of the main body are applied before the option main power, and the option main power is supplied by the hot swap controller. It is shut off at the FET to prevent inrush current or sparking, and the hot-swap controller slowly turns on the power supply FET to allow the optional main power to be slowly supplied to the local circuit, minimizing the impact on the mains power supply. When an optional device is removed, the option mains power is turned off first, followed by the ground and hot-swap controller powers, which prevents sparking due to incomplete contact of the mains pins, and the option powers on and off several times during a short time. This minimizes the chance of damaging the chips in the optional device.

그러나, 이와 같이 옵션 장치에 별도의 핫스왑 컨트롤러를 사용하는 경우에는, 복잡한 핫스왑 컨트롤러와 이를 위한 별도의 컨트롤러 전원 핀 및 커넥터 핀이 필요하게 되며, 여러 개의 주 전원 핀들을 짧게 가공해야 하기 때문에 가공 비용이 증가된다. 또한, 컨트롤러 전원 핀이 별도로 필요하기 때문에, 옵션 장치의 실장/탈장 시 이러한 컨트롤러 전원 핀의 불완전한 접촉으로 인한 스파크나 컨트롤러 전원이 짧은 순간 여러 번 온/오프되는 것으로부터 견딜 수 있는 컨트롤러를 사용하여야 하는 문제가 있다. 또한, 옵션 장치의 실장/탈장 시 컨트롤러 전원 핀에 의한 돌입전류가 발생하지 않도록 컨트롤러 전원과 캐패시턴스가 최소화되도록 설계하여야 하는 문제가 있다.However, in the case of using a separate hot swap controller for this option, a complicated hot swap controller, a separate controller power pin and a connector pin for the same device are required, and a large number of main power pins need to be shortened, thereby reducing the processing cost. Is increased. In addition, since controller power pins are required separately, it is necessary to use a controller that can withstand the sparking caused by incomplete contact of these controller power pins or the controller power supply being turned on and off several times in a short time. there is a problem. In addition, there is a problem in that the controller power and capacitance must be designed to minimize inrush current by the controller power pin when mounting / demounting the optional device.

한편, 옵션 장치에 별도의 핫스왑 컨트롤러를 사용하지 않는 경우에는, 옵션 주 전원이 돌입전류 방지 회로를 통해 로컬 회로에 천천히 공급되어 본체의 전원에의 영향을 최소화한다. 옵션 장치 실장 시에는 그라운드가 먼저 인가된 후 옵션 주 전원이 인가되고, 옵션 장치 탈장 시에는 옵션 주 전원이 먼저 차단된 후 그라운드가 차단됨으로써, 주 전원 핀들의 불완전한 접촉으로 인한 스파크의 발생을 막고, 옵션 장치의 전원이 짧은 순간 동안 여러 번 온/오프되어 옵션 장치 내 칩들에 손상을 가할 수 있는 경우를 최소화한다.On the other hand, when the optional device does not use a separate hot swap controller, the option main power is slowly supplied to the local circuit through the inrush current prevention circuit to minimize the influence on the power of the main body. When the option device is mounted, the ground is applied first and then the option main power is applied, and when the option device is mounted, the option main power is first cut off and then the ground is cut off, thereby preventing sparks due to incomplete contact of the main power pins. Minimizes the case where an option's power source can be turned on and off several times during a short time to damage chips in the option.

이와 같이 옵션 장치에 별도의 핫스왑 컨트롤러를 사용하지 않는 경우에도, 별도의 돌입전류 방지 회로를 구현하여야 하는 부담이 있으며, 여러 개의 주 전원 핀들을 짧게 가공해야 하기 때문에 가공 비용이 증가된다. 또한, 옵션 장치의 실장/탈장 시 주 전원 핀에 의한 돌입전류가 발생하지 않도록 캐패시턴스가 최소화되도록 설계하여야 하는 문제가 있다.In this case, even if a separate hot swap controller is not used in the optional device, a separate inrush current protection circuit is implemented, and processing costs are increased because several main power pins need to be shortened. In addition, there is a problem in that the capacitance should be designed to minimize the inrush current by the main power pin when mounting / dismounting the option device.

본 발명은 옵션 장치 설계시 별도의 핫스왑 컨트롤러나 돌입전류 방지 회로를 설계할 필요가 없으면서도 옵션 장치 실장/탈장 시 옵션 장치에 대하여 안정적인 전원을 공급할 수 있는 핫스왑 기능을 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an apparatus and method for providing a hot swap function capable of supplying stable power to an option device when mounting or dismounting the option device without designing a separate hot swap controller or inrush current protection circuit when designing an option device. It aims to do it.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체 및 상기 본체에 탈착 가능한 하나 이상의 옵션 장치를 포함하는 시스템으로서, 상기 본체는 전원 전압을 출력하는 전원 공급 장치, 상기 전원 공급 장치에 연결되며 출력 포트와 인에이블 포트를 구비하며 상기 전원 전압의 상기 출력 포트로의 전달을 제어하는 스위칭부, 및 상기 스위칭부에 연결되는 제1 커넥터를 포함하고, 상기 옵션 장치는 로컬 회로, 인에이블 신호를 출력하는 인에이블부, 및 상기 로컬 회로 및 상기 인에이블부에 연결되는 제2 커넥터를 포함하며, 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터는, 상기 옵션 장치가 상기 본체에 실장되는 경우 상기 스위칭부의 출력 포트와 상기 로컬 회로가 먼저 연결된 후 상기 인에이블부로부터의 인에이블 신호가 상기 스위칭부의 인에이블 포트로 공급되도록 구성되며, 상기 스위칭부는 상기 인에이블 포트로 상기 인에이블 신호가 공급되는 것에 응답하여 상기 전원 전압을 상기 출력 포트로 전달하는 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a system including a main body and one or more optional devices detachable from the main body, the main body being a power supply for outputting a power voltage, and connected to the power supply and enabled with an output port A switching unit having a port and controlling a transfer of the power supply voltage to the output port, and a first connector connected to the switching unit, wherein the option device includes a local circuit, an enable unit for outputting an enable signal; And a second connector connected to the local circuit and the enable unit, wherein the first connector and the second connector include an output port of the switching unit and the local circuit when the option device is mounted in the main body. Is connected first and then the enable signal from the enable unit is supplied to the enable port of the switching unit. , The switching unit, the system for transmitting the supply voltage in response to which the enable signal supplied to the enable port to the output port is provided.

본 발명에 따르면, 옵션 장치의 실장/탈장 시 옵션 장치에 안정적인 전원을 공급할 수 있으며, 주 전원 핀들의 불완전한 접촉으로 인한 스파크를 방지하고, 옵션 장치의 전원이 짧은 순간 여러 번 온/오프되는 현상을 방지하여, 옵션 장치의 주요 칩에 손상을 가하지 않게 된다. 또한, 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터의 소프트 스타트(soft start) 기능을 사용하여, 옵션 장치의 캐패시턴스에 관계없이 돌입전류가 발생하지 않도록 함으로써, 옵션 장치 설계 시에 돌입전류에 대한 별도의 핫스왑 컨트롤러나 돌입전류 방지 회로를 설계할 필요가 없게 되며, 캐패시턴스에 대한 고려를 엄격하게 하지 않을 수 있게 된다. 또한, 인에이블 핀만 짧은 핀으로 가공하여도 충분하므로, 커넥터 가공 비용이 상대적으로 저렴해질 수 있다.According to the present invention, it is possible to supply stable power to the option device when mounting / demounting the option device, to prevent sparking due to incomplete contact of the main power pins, and to turn on / off the power of the option device several times in a short time. This prevents damage to the main chip of the optional device. In addition, the soft-start feature of the universally enabled switching regulator ensures that no inrush current occurs regardless of the capacitance of the option, so that a separate hot-swap controller or inrush for inrush current can be used when designing the option. There is no need to design current-proof circuits, and capacitance considerations can be avoided. In addition, since only the enable pin may be processed into a short pin, the connector processing cost may be relatively low.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들이 설명된다. 그러나, 이들 실시예들은 특정의 세부 사항들의 전부 또는 일부 없이 실시될 수 있음이 명백하므로, 공지의 절차 단계들 또는 요소들은 상세히 기술되지 않았다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it is evident that these embodiments may be practiced without some or all of the specific details, so that well known procedural steps or elements have not been described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스왑 기능을 제공하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(100)은 본체(120)와 하나 이상의 옵션 장치(160)를 포함할 수 있다. 옵션 장치(160)는 본체(120)에 탈착이 가능한 장치로서, 본체(120)로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 비록 도 1에는 설명의 편의를 위하여 하나의 옵션 장치(160)만이 도시되어 있지만, 복수 개의 옵션 장치(160)에 대하여도 본 발명이 적용 가능함을 유의하여야 할 것이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a system providing a hot swap function according to an embodiment of the present invention. The system 100 according to an embodiment of the present invention may include a main body 120 and one or more optional devices 160. The option device 160 is a device detachable from the main body 120 and may operate by receiving power from the main body 120. Although only one option device 160 is shown in FIG. 1 for convenience of description, it should be noted that the present invention is also applicable to a plurality of option devices 160.

본체(120)는 본체(120) 및 옵션 장치(160)에 사용되는 전원을 공급하는 전원 공급 장치(125)를 포함할 수 있다. 또한, 본체(120)는 옵션 장치(160)에 전원 및 그라운드 등을 연결하기 위한 암 커넥터(135)를 포함할 수 있다. 암 커넥터(135)의 단자들 중 적어도 한 단자, 바람직하게는 최하위에 위치한 단자를, 도시된 바와 같이 그라운드에 연결할 수 있다. 또한, 본체(120)는 라인(127)을 통해 전원 공급 장치(125)에 연결되어 옵션 장치(160)의 동작에 사용되는 전원(이하, 옵션 주 전원)의 공급을 제어하기 위한 스위칭부(130)를 더 포함할 수 있다. 스위칭부(130)의 출력 포트(Out)는 라인(128)을 통해 암 커넥터(135)에 연결되며, 스위칭부의 인에이블 포트(En)는 라인(129)을 통해 암 커넥터(135)에 연결된다.The main body 120 may include a power supply 125 for supplying power used for the main body 120 and the option device 160. In addition, the main body 120 may include a female connector 135 for connecting a power source and ground to the option device 160. At least one of the terminals of the female connector 135, preferably the lowest terminal, may be connected to ground as shown. In addition, the main body 120 is connected to the power supply device 125 through a line 127, the switching unit 130 for controlling the supply of power (hereinafter, the optional main power) used for the operation of the option device 160. ) May be further included. The output port Out of the switching unit 130 is connected to the female connector 135 via a line 128, and the enable port En of the switching unit is connected to the female connector 135 via a line 129. .

일 실시예에서, 스위칭부(130)는 스위칭 방식을 사용하여 입력 전력을 원하는 레벨의 출력 전력으로 전환하는 스위칭 레귤레이터(switching regulator)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 스위칭부(130)는 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터(general enabled switching regulator)를 포함할 수 있는데, 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터는 소프트 스타트(soft start) 기능을 제공하여 해당 칩의 인에이블 시 급격한 출력 전류 및 출력 전압 변화를 방지할 수 있다.In one embodiment, the switching unit 130 may include a switching regulator for converting the input power to the output power of a desired level using a switching scheme. Preferably, the switching unit 130 may include a general enabled switching regulator. The general enabled switching regulator provides a soft start function to enable the chip. Sudden output current and output voltage change can be prevented.

범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터는 액티브 하이 인에이블(active high enable) 상태와 액티브 로우 인에이블(active low enable) 상태로 동작할 수 있다. 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터가 액티브 하이 인에이블 상태로 동작하는 경우에는 하이 인에이블 신호가 입력되면 출력 신호를 내보내며, 액티브 로우 인에이블 상태로 동작하는 경우에는 로우 인에이블 신호가 입력되면 출력 신호를 내보내게 된다.The universally enabled switching regulator can operate in an active high enable state and an active low enable state. When the general-purpose enabled switching regulator operates in the active high enable state, it outputs an output signal when a high enable signal is input.When operating in the active low enable state, it outputs an output signal when the low enable signal is input. Will be exported.

한편, 옵션 장치(160)는 옵션 장치(160)의 기능을 수행하기 위한 로컬 회로(165)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 옵션 장치(160)는 본체(120)의 스위칭부(130)에 인에이블 신호를 제공하기 위한 인에이블부(195)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인에이블부(195)는 본체(120)의 스위칭부(130)에 제공하기 위한 소정의 신호를 발생시키는 임의의 회로부일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 인에이블부(195)는 별도의 회로부로 구성되는 것이 아니라, 인에이블 핀(180)을 그라운드 핀(185)에 연결함으로써, 그라운드 신호를 인에이블 신호로 이용하여 별도의 회로 구성으로 인한 비용을 절감할 수도 있다.Meanwhile, the option device 160 may include a local circuit 165 to perform a function of the option device 160. In an embodiment, the option device 160 may further include an enable unit 195 for providing an enable signal to the switching unit 130 of the main body 120. In one embodiment, the enable unit 195 may be any circuit unit that generates a predetermined signal for providing to the switching unit 130 of the body 120. In another embodiment, the enable unit 195 is not configured as a separate circuit unit. Instead, the enable pin 180 is connected to the ground pin 185 to use a ground signal as an enable signal. You can also save on the cost of configuration.

일 실시예에서, 스위칭부(130)는 액티브 하이 인에이블 상태로 동작하는 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터로 구현되는데, 이 경우 그라운드 신호를 인에이블 신호로 이용하는 경우라면 스위칭부(130)는 로우(그라운드) 인에이블 신호를 하이의 인에이블 신호로 변환하기 위한 인버터(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터는 액티브 하이 인에이블 및 액티브 로우 인에이블 상태로 선택적으로 동작 가능하도록 구현되는데, 이 경우 스위칭부(130)는 인버터를 포함하여, 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터의 동작 모드에 따라 인버터를 선택적으로 사용하거나 사용하지 않을 수 있다.In one embodiment, the switching unit 130 is implemented as a general-purpose enabled switching regulator that operates in an active high enabled state. In this case, when the ground signal is used as an enable signal, the switching unit 130 is low (ground). ) May further include an inverter (not shown) for converting the enable signal to the high enable signal. In another embodiment, the general-purpose enabled switching regulator is implemented to be selectively operable with an active high enable and an active low enable state, in which case the switching unit 130 includes an inverter, which is universally enabled. Depending on the operating mode of the switching regulator, the inverter can be selectively or not used.

또한, 옵션 장치(160)는 본체(120)의 암 커넥터(135)와 연결할 수 있는 수 커넥터(170)를 포함할 수 있다. 옵션 장치(160)의 수 커넥터(170)는 본체(120)의 암 커넥터(135)에 연결되어 옵션 주 전원을 로컬 회로(165)에 공급하기 위한 하나 이상의 옵션 주 전원 핀(175)을 포함할 수 있다. 수 커넥터(170)의 옵션 주 전원 핀(175)은 라인(190)을 통해 로컬 회로(165)와 연결된다. 또한, 옵션 장치(160)의 수 커넥터(170)는 본체(120)의 암 커넥터(135)에 연결되어 본체(120)로부터 그라운드 전위를 인가받기 위한 하나 이상의 그라운드 핀(185)을 포함할 수 있다. 비록 도 1에 도시되지는 않았으나, 설계에 따라 그라운드 핀(185)은 접지될 수 있다. 또한, 옵션 장치(160)의 수 커넥터(170)는 본체(120)의 암 커넥터(135)에 연결되어, 인에이블부(195)로부터 본체(120)의 스위칭부(130)에 인에이블 신호를 전달하기 위한 하나 이상의 인에이블 핀(180)을 더 포함할 수 있다. 인에이블 핀(180)은 인에이블부(195)에 라인(197)을 통해 연결된다.In addition, the option device 160 may include a male connector 170 that may be connected to the female connector 135 of the main body 120. The male connector 170 of the option device 160 may include one or more optional main power pins 175 connected to the female connector 135 of the main body 120 to supply the optional main power to the local circuit 165. Can be. The optional main power pin 175 of the male connector 170 is connected to the local circuit 165 via line 190. In addition, the male connector 170 of the optional device 160 may include one or more ground pins 185 connected to the female connector 135 of the main body 120 to receive a ground potential from the main body 120. . Although not shown in FIG. 1, the ground pin 185 may be grounded, depending on the design. In addition, the male connector 170 of the option device 160 is connected to the female connector 135 of the main body 120 to transmit an enable signal from the enable unit 195 to the switching unit 130 of the main body 120. It may further include one or more enable pins 180 for delivery. The enable pin 180 is connected to the enable unit 195 via a line 197.

일 실시예에서, 인에이블 핀(180)은 옵션 장치(160)의 실장/탈장 시 스파크나 돌입전류가 발생하지 않도록 짧게 가공될 수 있다. 인에이블 핀(180)의 길이는 옵션 주 전원 핀(175)과 그라운드 핀(185)보다 충분히 짧게 함으로써, 옵션 장치(160) 실장 시 옵션 장치(160)가 본체(120)와 완전히 연결된 후에 옵션 장치(160)에 옵션 주 전원이 인가되도록 하고, 옵션 장치(160) 탈장 시 옵션 장치(160) 내에 충전되어 있던 전하들이 충분히 방전된 후 옵션 장치(160)의 옵션 주 전원 핀(175)과 그라운드 핀(185)이 단절되도록 하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the enable pin 180 may be processed short so that no spark or inrush current may occur when the option device 160 is mounted / demounted. The length of the enable pin 180 is shorter than the option main power pin 175 and the ground pin 185 so that the option device 160 is fully connected to the main body 120 when the option device 160 is mounted. The option main power is applied to the 160, and when the option device 160 is removed, the electric charges charged in the option device 160 are sufficiently discharged, and then the option main power pin 175 and the ground pin of the option device 160 are discharged. It is desirable to allow 185 to be disconnected.

이하에서는, 본 발명에 따른 시스템(100)에서 본체(120)에 옵션 장치(160)가 실장/탈장될 때, 어떻게 핫스왑 기능이 수행되는지에 관하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given of how the hot swap function is performed when the option device 160 is mounted / demounted on the main body 120 in the system 100 according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따라 본체(120)에 옵션 장치(160)가 실장될 때에는, 먼저 옵션 장치(160)의 그라운드 핀(185) 및 옵션 주 전원 핀(175)이 본체(120)의 암 커넥터(135)에 연결되고 나서, 시차를 두고 옵션 장치(160)의 인에이블 핀(180)이 본체(120)의 암 커넥터(135)에 연결된다. 이후, 옵션 장치(160)의 인에이블부(195)로부터 라인(197)과 인에이블 핀(180) 및 본체(120)의 라인(129)을 통해 인에이블 신호가 본체(120)의 스위칭부(130)의 인에이블 포트(En)에 인가된다. 이후, 본체(120)의 스위칭부(130)가 온되어, 출력(Out), 즉 옵션 주 전원이 옵션 주 전원 핀(175) 및 라인(190)을 통해 옵션 장치(160)의 로컬 회로(165)에 인가된다.When the option device 160 is mounted on the main body 120 according to an embodiment of the present invention, first, the ground pin 185 and the optional main power pin 175 of the option device 160 are arm of the main body 120. After being connected to the connector 135, the enable pin 180 of the option device 160 is connected to the female connector 135 of the main body 120 with a parallax. Subsequently, the enable signal is transmitted from the enable unit 195 of the option device 160 through the line 197, the enable pin 180, and the line 129 of the main body 120. 130 is applied to the enable port En. Thereafter, the switching unit 130 of the main body 120 is turned on so that the output Out, that is, the option main power supply, is connected to the local circuit 165 of the option device 160 through the option main power pin 175 and the line 190. Is applied.

따라서, 옵션 장치가 안정적으로 본체에 연결된 후에 옵션 장치에 옵션 주 전원이 인가됨으로써, 옵션 주 전원 핀의 불완전한 접촉으로 인한 스파크를 방지할 수 있고, 옵션 장치에 전원이 짧은 순간 여러 번 온/오프되는 현상을 방지하여, 로컬 회로의 주요 칩에 손상을 주지 않게 된다. 또한, 일 실시예에 따라 스위칭부가 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터인 경우, 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터의 소프트 스타트 기능에 의해 옵션 장치의 캐패시턴스에 관계없이 돌입전류가 발생하지 않게 된다.Therefore, after the option unit is reliably connected to the main unit, the option main power is applied to the option unit, thereby preventing sparks due to incomplete contact of the option main power pins, and the option unit is turned on / off several times at a short time. This prevents the phenomenon and does not damage the main chip of the local circuit. In addition, when the switching unit is a universally enabled switching regulator according to an embodiment, the inrush current does not occur regardless of the capacitance of the option device by the soft start function of the universally enabled switching regulator.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 본체(120)에서 옵션 장치(160)가 탈장될 때에는, 먼저 인에이블 핀(180)이 본체(120)의 암 커넥터(135)로부터 단절되어 스위칭부(130)로의 인에이블 신호의 공급이 차단되게 됨으로써 옵션 장치(160)로의 전원 공급이 중단된다. 이후, 옵션 장치(160)의 그라운드 핀(185) 및 옵션 주 전원 핀(175)이 본체(120)의 암 커넥터(135)로부터 단절된다.On the other hand, when the option device 160 is detached from the main body 120 according to an embodiment of the present invention, the enable pin 180 is first disconnected from the female connector 135 of the main body 120 and the switching unit 130. The supply of the enable signal to the () is cut off so that the power supply to the option device 160 is stopped. Thereafter, the ground pin 185 and the optional main power pin 175 of the option device 160 are disconnected from the female connector 135 of the main body 120.

따라서, 옵션 장치 내에 충전되어 있던 전하들이 충분이 방전된 후에 옵션 장치의 그라운드 핀 및 옵션 주 전원 핀이 단절됨으로써, 그라운드 핀 및 옵션 주 전원 핀의 불완전한 접촉으로 인한 스파크를 방지할 수 있고, 옵션 장치에 전원이 짧은 순간 여러 번 온/오프되는 현상을 방지하여, 로컬 회로의 주요 칩에 손상을 주지 않게 된다.Therefore, the ground pin and the option main power pin of the option device are disconnected after sufficient charges charged in the option device are discharged, thereby preventing sparks due to incomplete contact between the ground pin and the option main power pin. This prevents the power supply from turning on and off several times in a short time, without damaging the main chip of the local circuit.

이러한 본원 발명의 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 본체의 암 커넥터와 옵션 장치의 수 커넥터는 서로 바뀌어도 동일한 동작 및 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 옵션 주 전원 핀, 그라운드 핀 및 인에이블 핀은 그 위치, 개수 및/또는 길이에 제한을 받지 않는다.Such a method and apparatus of the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for ease of understanding, but this is merely exemplary, and those skilled in the art may have various modifications and equivalent embodiments therefrom. I understand that it is possible. For example, the female connector of the main body and the male connector of the optional device can exert the same operation and effect even if they are interchanged. In addition, the optional mains supply pin, ground pin and enable pin are not limited in their position, number and / or length.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스왑 기능을 제공하는 시스템의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of a system for providing a hot swap function according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

본체 및 상기 본체에 탈착 가능한 하나 이상의 옵션 장치를 포함하는 시스템으로서,A system comprising a body and one or more optional devices removable from the body, 상기 본체는The main body 전원 전압을 출력하는 전원 공급 장치,A power supply that outputs a power voltage, 상기 전원 공급 장치에 연결되며 출력 포트와 인에이블 포트를 구비하며, 상기 전원 전압의 상기 출력 포트로의 전달을 제어하는 스위칭부, 및A switching unit connected to the power supply and having an output port and an enable port, for controlling transmission of the power voltage to the output port; and 상기 스위칭부에 연결되는 제1 커넥터A first connector connected to the switching unit 를 포함하고,Including, 상기 옵션 장치는The optional device 로컬 회로,Local circuit, 인에이블 신호를 출력하는 인에이블부, 및An enable unit for outputting an enable signal, and 상기 로컬 회로 및 상기 인에이블부에 연결되는 제2 커넥터A second connector connected to the local circuit and the enable portion 를 포함하며,Including; 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터는, 상기 옵션 장치가 상기 본체에 실장되는 경우 상기 스위칭부의 출력 포트와 상기 로컬 회로가 먼저 연결된 후 상기 인에이블부로부터의 인에이블 신호가 상기 스위칭부의 인에이블 포트로 공급되도록 구성되며,In the first connector and the second connector, when the option device is mounted on the main body, the output port of the switching unit and the local circuit are first connected, and then the enable signal from the enable unit is enabled. Configured to be supplied with 상기 스위칭부는 상기 인에이블 포트로 상기 인에이블 신호가 공급되는 것에 응답하여 상기 전원 전압을 상기 출력 포트로 전달하는, 시스템.The switching unit transfers the power supply voltage to the output port in response to the enable signal being supplied to the enable port. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터는, 상기 옵션 장치가 상기 본체에서 탈장되는 경우 상기 스위칭부의 인에이블 포트와 상기 인에이블부가 먼저 단절된 후 상기 스위칭부의 출력 포트와 상기 로컬 회로가 단절되도록 더 구성되는, 시스템.The first connector and the second connector are further configured to disconnect the output port of the switching unit and the local circuit after the enable port of the switching unit and the enable unit are disconnected first when the option device is detached from the main body. , system. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인에이블 신호는 접지 전위를 포함하는, 시스템.3. The system of claim 1 or 2, wherein the enable signal comprises a ground potential. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스위칭부는 범용 인에이블드 스위칭 레귤레이터(general enabled switching regulator)를 포함하는 시스템.And said switching portion comprises a general enabled switching regulator. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제2 커넥터는,The second connector, 상기 로컬 회로와 연결되고, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합시에 상기 스위칭부의 출력 포트와 연결되도록 구성된 하나 이상의 옵션 주 전원 핀, 및One or more optional main power pins connected to the local circuit and configured to be connected to an output port of the switching unit when the first connector and the second connector are coupled; and 상기 인에이블부에 연결되고, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합시에 상기 스위칭부의 인에이블 포트와 연결되도록 구성되는 하나 이상의 인에이블 핀을 포함하는, 시스템.And one or more enable pins coupled to the enable portion and configured to couple with the enable port of the switching portion when the first connector and the second connector are coupled. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 커넥터는,The first connector, 상기 스위칭부의 출력 포트와 연결되는 하나 이상의 제1 소켓, 및At least one first socket connected to the output port of the switching unit, and 상기 스위칭부의 인에이블 포트와 연결되는 하나 이상의 제2 소켓을 포함하는, 시스템.And at least one second socket connected to the enable port of the switching unit. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 결합시에, 상기 옵션 주 전원 핀과 상기 제1 소켓이 결합되고 상기 인에이블 핀과 상기 제2 소켓이 결합되는, 시스템.And when the first connector and the second connector are coupled, the option main power pin and the first socket are coupled and the enable pin and the second socket are coupled. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 인에이블 핀은 상기 옵션 주 전원 핀보다 짧게 가공되는 시스템.The enable pin is machined shorter than the optional main power pin.
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WO2015084325A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrical connector assembly
KR20220002505U (en) * 2021-04-12 2022-10-19 주식회사 이젠 Electronic device for vehicle

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