專利名稱：熱插拔電路、接口電路及電子設備組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術領域，尤其涉及一種熱插拔電路、接口電路及電子設備組件。
背景技術：
熱插拔即帶電插拔，允許用戶在不切斷設備電源的情況下插入和拔出電子設備組件，如板卡等，不會導致設備或周邊裝置故障，從而提高了系統(tǒng)的恢復能力、擴展能力等。如果組件上的負載為容性負載，在不切斷設備電源的情況下，該組件插入設備瞬間，電源的突然接入會對組件產生較大的瞬時沖擊，在插接件處出現(xiàn)電弧放電，甚至對設備造成損毀；當該組件拔出時，插接件處可能出現(xiàn)瞬間接觸、瞬間斷開的情況，從而導致接入電源的波動，影響設備運行的穩(wěn)定性。因此為實現(xiàn)該組件的熱插拔，需要在該組件接口處設計一個電路，在該組件插入帶電設備時能夠抑制上電沖擊，在該組件從帶電設備拔出時能夠迅速斷電?，F(xiàn)有技術中，多采用圖1所示的熱插拔電路，具體包括一個充電電容C、一個限流電阻R和一個場效應晶體管(簡稱MOS管)Q0在該電路上電后需要先對充電電容C進行充電，使MOS管Q的柵漏電壓逐漸減小，進一步使MOS管Q的導通電阻逐漸減小，漏極電流逐漸增大，實現(xiàn)緩啟動，達到抑制上電沖擊的目的。但是一般情況下，只有在MOS管Q的導通電阻為幾十歐姆至幾歐姆之間時，才能有效進行緩啟動控制，而此時MOS管Q的柵漏電壓變化范圍較小，所以緩啟動控制的有效時間較短，緩啟動效果較差，尤其當負載電容較大時，緩啟動效果更加不能滿足要求。并且，在該電路斷電時，由于充電電容C中存儲的電量，電路不能迅速關斷。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種熱插拔電路、接口電路及電子設備組件，用以解決現(xiàn)有技術中的熱插拔電路上電時緩啟動效果較差、斷電時不能迅速關斷的問題。本發(fā)明實施例提供一種熱插拔電路，包括開關模塊、電壓控制模塊、電容模塊、充電模塊和放電模塊，其中所述開關模塊的第一端為電源輸入接線端，所述開關模塊的第二端為電源輸出接線端，所述開關模塊的第三端和所述電壓控制模塊的第五端相連；所述電路上電時，所述開關模塊通過自身的導通過程控制所述電源輸出接線端的輸出電壓逐漸變化至電源輸入接線端的輸入電壓；所述電路斷電時，所述開關模塊通過自身的關斷過程控制所述電源輸出接線端的輸出電壓減小為零；所述電壓控制模塊的第一端為電源輸入接線端，所述電壓控制模塊的第二端為接地端，所述電壓控制模塊的第三端為使能接線端，所述電壓控制模塊的第四端和所述電容模塊的第一端、所述充電模塊的第二端、所述放電模塊的第一端相連；所述電路上電時，所述電壓控制模塊通過自身的第五端的輸出電壓控制所述開關模塊的導通過程；所述電容模塊的第二端為接地端；所述電路上電時，所述電容模塊通過自身的兩端電壓控制所述電壓控制模塊的第五端的輸出電壓；所述充電模塊的第一端為電源輸入接線端，所述充電模塊的第三端為使能接線端；所述電路上電時，所述充電模塊用于為所述電容模塊充電；所述放電模塊的第二端為接地端，所述放電模塊的第三端為使能接線端；所述電路斷電時，所述放電模塊用于為所述電容模塊放電。本發(fā)明實施例還提供一種接口電路，包括上述熱插拔電路。本發(fā)明實施例還提供一種電子設備組件，包括上述接口電路。本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路，在電路上電時，通過充電模塊為電容模塊充電，通過控制電容模塊兩端的電壓能夠控制電壓控制模塊的第五端的輸出電壓，進而控制開關模塊的導通過程，即可以控制開關模塊的導通時間長度，從而能夠控制電源輸出接線端的輸出電壓逐漸變化至電源輸入接線端的輸入電壓的時間長度，提高緩啟動效果；并且在電路斷電時，電容模塊可以通過限流模塊迅速放電，電路能夠迅速關斷。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1為現(xiàn)有技術中的熱插拔電路的結構圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路的結構圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路的詳細結構圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路中MOS管的柵極電壓變化趨勢示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路中MOS管的漏源電壓變化趨勢示意圖。
具體實施例方式為了給出在上電時緩啟動效果較好、斷電時迅速關斷的熱插拔電路的實現(xiàn)方案，本發(fā)明實施例提供了一種熱插拔電路、接口電路及電子設備組件，以下結合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明實施例提供了一種熱插拔電路，如圖2所示，包括開關模塊101、電壓控制模塊102、電容模塊103、充電模塊104和放電模塊105，其中開關模塊101的第一端為電源輸入接線端Vin，開關模塊101的第二端為電源輸出接線端Vout，開關模塊101的第三端和電壓控制模塊102的第五端相連；電壓控制模塊102的第一端為電源輸入接線端Vin,電壓控制模塊102的第二端為接地端GND,電壓控制模塊102的第三端為使能接線端EN，電壓控制模塊102的第四端和電容模塊103的第一端、充電模塊104的第二端、放電模塊105的第一端相連；電容模塊103的第二端為接地端GND ;充電模塊104的第一端為電源輸入接線端Vin，充電模塊104的第三端為使能接線端EN ;放電模塊105的第二端為接地端GND，放電模塊105的第三端為使能接線端EN。電路上電時，開關模塊101通過自身的導通過程控制電源輸出接線端Vout的輸出電壓逐漸變化至電源輸入接線端Vin的輸入電壓；電壓控制模塊102通過自身的第五端的輸出電壓控制開關模塊101的導通過程；電容模塊103通過自身的兩端電壓控制電壓控制模塊102的第五端的輸出電壓；充電模塊104用于為電容模塊103充電。電路斷電時，開關模塊101通過自身的關斷過程控制電源輸出接線端Vout的輸出電壓減小為零；放電模塊105用于為電容模塊103放電。本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路適用于正電源輸入的場合，下面用具體實施例對熱插拔電路進行詳細說明。本發(fā)明實施例提供了一種熱插拔電路，包括開關模塊101、電壓控制模塊102、電容模塊103、充電模塊104和放電模塊105，其中開關模塊101的第一端為電源輸入接線端Vin，開關模塊101的第二端為電源輸出接線端Vout，開關模塊101的第三端和電壓控制模塊102的第五端相連；電壓控制模塊102的第一端為電源輸入接線端Vin,電壓控制模塊102的第二端為接地端GND,電壓控制模塊102的第三端為使能接線端EN，電壓控制模塊102的第四端和電容模塊103的第一端、充電模塊104的第二端、放電模塊105的第一端相連；電容模塊103的第二端為接地端GND ;充電模塊104的 第一端為電源輸入接線端Vin，充電模塊104的第三端為使能接線端EN ;放電模塊105的第二端為接地端GND，放電模塊105的第三端為使能接線端EN。本發(fā)明實施例提供了的熱插拔電路詳細結構如圖3所示。開關模塊101具體為MOS管M。進一步的，MOS管M為P溝道型MOS管，P溝道型MOS管的漏極作為開關模塊101的第一端，P溝道型MOS管的源極作為開關模塊101的第二端，P溝道型MOS管的柵極作為開關模塊101的第三端。電壓控制模塊102包括第一三極管Tl、第二三極管T2、第三三極管T3、第一電阻R1、第二電阻R2，第三電阻R3、第四電阻R4，第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7，其中第二電阻R2的第一端和第三電阻R3的第一端相連，作為電壓控制模塊102的第一端；第五電阻R5的第二端、第七電阻R7的第二端、第一三極管Tl的集電極和第二三極管T2的發(fā)射極相連，作為電壓控制模塊102的第二端；第一電阻Rl的第一端作為電壓控制模塊102的第三端；第四電阻R4的第一端和第六電阻R6的第一端相連，作為電壓控制模塊102的第四端；第一三極管Tl的發(fā)射極、第二三極管T2的集電極和第二電阻R2的第二端相連，作為電壓控制模塊102的第五端；第一電阻Rl的第二端和第一三極管Tl的基極相連；第四電阻R4的第二端、第五電阻R5的第一端、第二三極管T2的基極和第三三極管T3的發(fā)射極相連；第六電阻R6的第二端、第七電阻R7的第一端和第三三極管T3的基極相連；第三電阻R3的第二端和第三三極管T3的集電極相連。進一步的，第一三極管Tl具體為NPN型三極管，第二三極管T2具體為PNP型三極管，第三三極管T3具體為PNP型三極管。電容模塊103具體為電容C。充電模塊104包括第四三極管T4、第八電阻R8和第九電阻R9，其中第九電阻R9的第一端作為充電模塊104的第一端；第四三極管T4的集電極作為充電模塊104的第二端；第八電阻R8的第一端作為充電模塊104的第三端；第八電阻R8的第二端和第四三極管T4的基極相連；第九電阻R9的第二端和第四三極管T4的發(fā)射極相連。進一步的，第四三極管T4具體為NPN型三極管。放電模塊105包括第五三極管T5、第十電阻RlO和第^ 電阻Rll,其中第^電阻Rll的第一端作為放電模塊105的第一端；第五三極管T5的發(fā)射極作為放電模塊105的第二端；第十電阻RlO的第一端作為放電模塊105的第三端；第十電阻RlO的第二端和第五三極管T5的基極相連；第^ 電阻Rll的第二端和第五三極管T5的集電極相連。進一步的，第五三極管具體為PNP型三極管。為了進一步說明本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路，下面對其工作原理進行詳細闡述，MOS管M的柵極電壓Vg的變化趨勢如圖4所示,該圖中橫坐標軸表示時間t,縱坐標軸表示柵極電壓Vg ;漏源電壓Vds的變化趨勢如圖5所示,該圖中橫坐標軸表示時間t,縱坐標軸表示漏源電壓Vds。第一階段(tl_t2):當熱插拔電路上電時，正電源連接電源輸入接線端Vin，當使能接線端EN接低電平吋，第四三極管T4導通，第五三極管T5關斷，正電源通過第九電阻R9和第四三極管T4為電容C恒流充電，電容C兩端電壓線性増大；同時，第一三極管Tl導通，第二電阻R2兩端電壓不為O。此階段，MOS管M的柵極電壓保持不變，柵源電壓保持不變，漏源電壓線性減小，電源輸出接線端Vout的輸出電壓線性増大。第二階段(t2_t3):正電源繼續(xù)為電容C恒流充電，電容C兩端電壓繼續(xù)線性増大，當?shù)谒碾娮鑂4和第五電阻R5連接點處的電壓即第二三極管T2的基極電壓到達閾值吋，第二三極管T2導通，但第三三極管T3仍然關斷。此階段，MOS管M的柵極電壓開始線性減小，柵源電壓開始線性減小，漏源電壓繼續(xù)減小至0，電源輸出接線端Vout的輸出電壓繼續(xù)増大。第三階段(t3-t4 ):正電源繼續(xù)為電容C恒流充電，電容C兩端電壓繼續(xù)線性増大，當?shù)诹娮鑂6和第七電阻R7連接點處的電壓即第三三極管T3的基極電壓到達閾值時，第三三極管T3導通，此階段，MOS管M的柵極迅速減小至0，柵源電壓迅速減小至正電源電壓的負值，漏源電壓一直為0，電源輸出接線端Vout的輸出電壓繼續(xù)増大至正電源電壓?？梢?在熱插拔電路中引入使能接線端EN,當使能接線端EN接低電平時,啟動緩啟動控制。在電路參數(shù)設計時，調節(jié)第一電阻Rl的阻值可以改變MOS管M的柵漏電壓在第一階段的初始值，在一定范圍內，第一電阻Rl的阻值越大，MOS管M的柵漏電壓在第一階段的初始值越小，從而能夠改變電源輸出接線端Vout的輸出電壓的增大斜率；調節(jié)第四電阻R4和第五電阻R5的阻值比值，能夠調節(jié)第一階段的時間長度，在一定范圍內，第四電阻R4和第五電阻R5的阻值比值越大，第一階段的時間長度越短；調節(jié)第六電阻R6和第七電阻R7的阻值比值，能夠調節(jié)第二階段的時間長度，在一定范圍內，第六電阻R6和第七電阻R7的阻值比值越大，第二階段的時間長度越短；調節(jié)第三電阻R3和第六電阻R6的阻值，能夠調節(jié)第三階段的時間長度，在一定范圍內，第三電阻R3阻值越大，第三階段的時間長度越短，第六電阻R6的阻值越大，第三階段的時間長度越長?？梢姡捎帽景l(fā)明實施例提供的熱插拔電路在第一階段能夠線性提升電源輸出接線端Vout的輸出電壓，提高了緩啟動效果，第二階段能夠快速使MOS管完全導通，避免開通時的拖尾現(xiàn)象，不但能夠較好的抑制上電沖擊，而且可以縮短緩啟動過程，減少MOS管的熱量累積。并且，相對于現(xiàn)有技術對容性負載的適應性更強。當熱插拔電路斷電時，先將使能接線端EN接高電平，第五三極管T5導通，第四三極管T4關斷，電容C通過第十一電阻R11、第五三極管T5迅速放電；之后再切斷正電源，完成熱插拔電路的斷電。 可見，采用本發(fā)明實施例的熱插拔電路，在電路斷電時能夠實現(xiàn)迅速關斷。
在電路上電或斷電時，控制使能接線端EN接低電平或高電平的時間可以通過組件側插接件針腳的長短實現(xiàn)。具體可以在組件側插接件中，與使能接線端EN對應的針腳較短，與電源輸入接線端Vin對應的針腳較長，與接地端GND對應的針腳最長，并將設備側插接件中，與使能接線端EN對應的針腳接地。這樣，在組件拔出設備時，可以實現(xiàn)在電源輸入接線端Vin與正電源斷開之前,使能接線端EN接高電平。本發(fā)明實施例還提供ー種接ロ電路，包括上述熱插拔電路。本發(fā)明實施例還提供一種電子設備組件，包括上述接ロ電路。電子設備組件可以為各種板卡等。綜上所述，本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路，包括開關模塊、電壓控制模塊、電容模塊、充電模塊和放電模塊，其中開關模塊的第一端為電源輸入接線端，開關模塊的第二端為電源輸出接線端，開關模塊的第三端和電壓控制模塊的第五端相連；電路上電時，開關模塊通過自身的導通過程控制電源輸出接線端的輸出電壓逐漸變化至電源輸入接線端的輸入電壓；電路斷電時，開關模塊通過自身的關斷過程控制電源輸出接線端的輸出電壓減小為零；電壓控制模塊的第一端為電源輸入接線端，電壓控制模塊的第二端為接地端，電壓控制模塊的第三端為使能接線端，電壓控制模塊的第四端和電容模塊的第一端、充電模塊的第二端、放電模塊的第一端相連；電路上電時，電壓控制模塊通過自身的第五端的輸出電壓控制開關模塊的導通過程；電容模塊的第二端為接地端；電路上電時，電容模塊通過自身的兩端電壓控制電壓控制模塊的第五端的輸出電壓；充電模塊的第一端為電源輸入接線端，充電模塊的第三端為使能接線端；電路上電時，充電模塊用于為電容模塊充電；放電模塊的第二端為接地端，放電模塊的第三端為使能接線端；電路斷電時，放電模塊用于為電容模塊放電。采用本發(fā)明實施例提供的熱插拔電路，能夠在上電時提高緩啟動效果、斷電時迅速關斷。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種熱插拔電路，其特征在于，包括開關模塊、電壓控制模塊、電容模塊、充電模塊和放電模塊，其中 所述開關模塊的第一端為電源輸入接線端，所述開關模塊的第二端為電源輸出接線端，所述開關模塊的第三端和所述電壓控制模塊的第五端相連；所述電路上電時，所述開關模塊通過自身的導通過程控制所述電源輸出接線端的輸出電壓逐漸變化至電源輸入接線端的輸入電壓；所述電路斷電時，所述開關模塊通過自身的關斷過程控制所述電源輸出接線端的輸出電壓減小為零； 所述電壓控制模塊的第一端為電源輸入接線端，所述電壓控制模塊的第二端為接地端，所述電壓控制模塊的第三端為使能接線端，所述電壓控制模塊的第四端和所述電容模塊的第一端、所述充電模塊的第二端、所述放電模塊的第一端相連；所述電路上電時，所述電壓控制模塊通過自身的第五端的輸出電壓控制所述開關模塊的導通過程； 所述電容模塊的第二端為接地端；所述電路上電時，所述電容模塊通過自身的兩端電壓控制所述電壓控制模塊的第五端的輸出電壓； 所述充電模塊的第一端為電源輸入接線端，所述充電模塊的第三端為使能接線端；所述電路上電時，所述充電模塊用于為所述電容模塊充電； 所述放電模塊的第二端為接地端，所述放電模塊的第三端為使能接線端；所述電路斷電時，所述放電模塊用于為所述電容模塊放電。
2.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述開關模塊具體為P溝道型MOS管，所述P溝道型MOS管的漏極作為所述開關模塊的第一端，所述P溝道型MOS管的源極作為所述開關模塊的第二端，所述P溝道型MOS管的柵極作為所述開關模塊的第三端。
3.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述電壓控制模塊包括第一三極管、第二三極管、第三三極管、第一電阻、第二電阻，第三電阻、第四電阻，第五電阻、第六電阻和第七電阻，其中 所述第二電阻的第一端和所述第三電阻的第一端相連，作為所述電壓控制模塊的第一端; 所述第五電阻的第二端、所述第七電阻的第二端、所述第一三極管的集電極和所述第二三極管的發(fā)射極相連，作為所述電壓控制模塊的第二端； 所述第一電阻的第一端作為所述電壓控制模塊的第三端； 所述第四電阻的第一端和所述第六電阻的第一端相連，作為所述電壓控制模塊的第四端; 所述第一三極管的發(fā)射極、所述第二三極管的集電極和所述第二電阻的第二端相連，作為所述電壓控制模塊的第五端； 所述第一電阻的第二端和所述第一三極管的基極相連； 所述第四電阻的第二端、所述第五電阻的第一端、所述第二三極管的基極和所述第三三極管的發(fā)射極相連； 所述第六電阻的第二端、所述第七電阻的第一端和所述第三三極管的基極相連； 所述第三電阻的第二端和所述第三三極管的集電極相連。
4.如權利要求3所述的電路，其特征在于，所述第一三極管具體為NPN型三極管，所述第二三極管具體為PNP型三極管，所述第三三極管具體為PNP型三極管。
5.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述充電模塊包括第四三極管、第八電阻和第九電阻，其中 所述第九電阻的第一端作為所述充電模塊的第一端； 所述第四三極管的集電極作為所述充電模塊的第二端； 所述第八電阻的第一端作為所述充電模塊的第三端； 所述第八電阻的第二端和所述第四三極管的基極相連； 所述第九電阻的第二端和所述第四三極管的發(fā)射極相連。
6.如權利要求5所述的電路，其特征在于，所述第四三極管具體為NPN型三極管。
7.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述放電模塊包括第五三極管、第十電阻和第十一電阻，其中 所述第十一電阻的第一端作為所述放電模塊的第一端； 所述第五三極管的發(fā)射極作為所述放電模塊的第二端； 所述第十電阻的第一端作為所述放電模塊的第三端； 所述第十電阻的第二端和所述第五三極管的基極相連； 所述第十一電阻的第二端和所述第五三極管的集電極相連。
8.如權利要求7所述的電路，其特征在于，所述第五三極管具體為PNP型三極管。
9.一種接ロ電路，其特征在于，包括權利要求1-8任一項所述的熱插拔電路。
10.ー種電子設備組件，其特征在于，包括權利要求9所述的接ロ電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱插拔電路、接口電路及電子設備組件，包括開關模塊、電壓控制模塊、電容模塊、充電模塊和放電模塊，其中開關模塊第一端為電源輸入接線端，開關模塊第二端為電源輸出接線端，開關模塊第三端和電壓控制模塊第五端相連；電壓控制模塊第一端為電源輸入接線端，電壓控制模塊第二端為接地端，電壓控制模塊第三端為使能接線端，電壓控制模塊第四端和電容模塊第一端、充電模塊第二端、放電模塊第一端相連；電容模塊第二端為接地端；充電模塊第一端為電源輸入接線端，充電模塊第三端為使能接線端；放電模塊第二端為接地端，放電模塊第三端為使能接線端。采用本發(fā)明提供的熱插拔電路，能夠在上電時提高緩啟動效果、斷電時迅速關斷。
文檔編號G06F13/40GK103034607SQ20121049301
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權日2012年11月27日
發(fā)明者杜鵬超, 遲立華 申請人:福建星網銳捷網絡有限公司