本實(shí)用新型涉及電路防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱插拔防護(hù)電路。

背景技術(shù)：

熱插拔(Hot Swap)是指在帶電運(yùn)行的背板中插入或移除電路板。該技術(shù)適合應(yīng)用在具有背板總線的系統(tǒng)上(系統(tǒng)具有多個(gè)插件，各插件的電源和部分信號均接在一起)。其主要特點(diǎn)是在維持系統(tǒng)背板的電壓下，更換發(fā)生故障的電路板，并保證系統(tǒng)中其它電路正常運(yùn)作。優(yōu)點(diǎn)是方便了系統(tǒng)硬件的升級和維護(hù)，縮短了系統(tǒng)故障分析時(shí)間；避免了在系統(tǒng)不斷電的情況下插拔電路板引發(fā)的故障，減少了維護(hù)成本。

在SD卡、SIM卡或單板熱插拔的過程中，靜電及沖擊電流會導(dǎo)致板內(nèi)器件失效，影響系統(tǒng)可靠性。而常規(guī)的防護(hù)方法：如長短針連接器、帶熱插拔的接口芯片及串電阻、加TVS 等，存在成本較高及占用板面積較大的問題。

中國發(fā)明專利，公開號：103166166B，公開日：2016年6月1日，該發(fā)明公開了發(fā)明涉及熱插拔控制器。該發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)熱插拔控制器，軟啟動功能缺陷及工作不穩(wěn)定的問題，提供一種熱插拔控制器保護(hù)電路，避免熱插拔控制器誤動作，該發(fā)明技術(shù)方案是，熱插拔控制器保護(hù)電路，包括電壓檢測電路、延時(shí)電路和開關(guān)電路，所述電壓檢測電路輸入端連接輸入電壓和參考電壓，所述電壓檢測電路輸出端通過延時(shí)電路與開關(guān)電路控制端連接，所述開關(guān)電路連接在熱插拔控制器觸發(fā)端和地之間。該發(fā)明的技術(shù)方案，通過合理地設(shè)置檢測電壓和參考電壓，可以在欠壓點(diǎn)處使開關(guān)導(dǎo)通，拉低熱插拔控制器觸發(fā)端的電壓，從而關(guān)閉熱插拔控制器的輸出電壓，使其規(guī)避掉輸入電壓波動可能產(chǎn)生的誤動作。其不足之處是：該專利是針對高壓電源(+9V to+80V)的熱插拔控制電路的，該電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，價(jià)格較高，不適宜在手機(jī)、電腦、背板電源等為+5V或+3.3V的工業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域中推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中P熱插拔電路成本較高和占用空間大的問題，本實(shí)用新型提供了一種熱插拔防護(hù)電路。它可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實(shí)現(xiàn)高可靠的熱插拔防護(hù)。

2.技術(shù)方案

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種熱插拔防護(hù)電路，包括數(shù)據(jù)線保護(hù)電路和電源保護(hù)電路，其中，數(shù)據(jù)線保護(hù)電路包括上拉電阻、卡槽和EMI濾波器，所述的上拉電阻一端連接EMI濾波器的供電電源，上拉電阻另一端與EMI濾波器的輸入端和數(shù)據(jù)線端子連接，EMI濾波器的輸出端與卡槽連接，所述的電源保護(hù)電路包括高邊電源開關(guān)和TVS二極管，高邊電源開關(guān)輸入端與電源端子連接，輸出端與TVS二極管并聯(lián)后與卡槽連接。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器為π型濾波電路，在π型濾波電路的兩端各并聯(lián)一個(gè)TVS 二極管。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器為TI的4通道的TPD4F003或8通道的TPD8F003。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓源。

優(yōu)選地，所述的高邊電源開關(guān)的型號為AIC1526-0CS，所述的TVS二極管為SMBJ5.0CA。

優(yōu)選地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子IN與3.3V直流電壓源、電阻R433的一端、電阻R434的一端、電容C3的一端和電容C220的一端連接，電容C3的另一端和電容C220 的另一端接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENA與數(shù)據(jù)線端、電阻R433的另一端連接，電阻R434的另一端與高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENB連接，電容C222和電容 C221并聯(lián)，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA和端子OUTB分別連接在電容C222 的兩端，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTB接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA接電源VCC_SD。

優(yōu)選地，電源VCC_SD與卡槽上的端口、TVS二極管SMBJ5.0CA的一端和電容C223 的一端連接，TVS二極管SMBJ5.0CA的另一端、電容C223的另一端和卡槽上的端口均接地。

優(yōu)選地，卡槽端子GROUND1和GROUND2均接地。

優(yōu)選地，所述的卡槽連接2個(gè)4通道的EMI濾波器TPD4F003或連接一個(gè)8通道的EMI 濾波器TPD8F003。

優(yōu)選地，所述的上拉電阻、電阻R433和電阻434的電阻值均為10KΩ。

3.有益效果

采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，在數(shù)據(jù)線保護(hù)電路中，芯片的數(shù)據(jù)線通過上拉電阻和EMI濾波器組合作用，起到防止過壓過流和過熱的作用，保護(hù)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能，在電源保護(hù)電路中將高邊電源開關(guān)和TVS二極管共同作用，起到保護(hù)芯片的效果；

(2)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，EMI濾波器為TI的4通道的TPD4F003或8 通道的TPD8F003，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓。實(shí)際應(yīng)用中，帶ESD 保護(hù)的EMI濾波器，可根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)線端口而定，最終實(shí)現(xiàn)芯片的每個(gè)數(shù)據(jù)線端子都與 EMI濾波器連接，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)線的保護(hù)；

(3)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，EMI濾波器TPD4F003的內(nèi)部每通道電路如圖2所示，是個(gè)π型(C-R-C)濾波電路，兩端各加一個(gè)TVS二極管，成本為1元左右，成本低，占板面積1.7mm×1.35mm，略小于0805封裝的貼片電阻，占用空間小，可在手機(jī)、電腦和PAD等設(shè)備上推廣使用；

(4)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS特點(diǎn)是：雙通道； 500mA持續(xù)負(fù)載電流；限流/短路保護(hù)；熱關(guān)斷保護(hù)；欠壓閉鎖；帶使能和故障指示， AIC1526-0CS為SO-8封裝，成本為1.5元左右，成本低。TVS二極管采用SMBJ5.0CA，作用是過壓保護(hù)，成本在0.2元左右，占板面積最大5.6mm×3.95mm，占用空間小，可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實(shí)現(xiàn)高可靠的熱插拔防護(hù)；

(5)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，利用現(xiàn)有的集成電路，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可在CPU、芯片、手機(jī)等設(shè)備上推廣使用；

(6)本實(shí)用新型的一種熱插拔防護(hù)電路，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS和EMI濾波器TPD4F003構(gòu)成的熱插拔防護(hù)電路中自帶熱插拔控制電路基本都帶欠壓閉鎖和軟啟動功能，無需外加復(fù)雜的控制電路。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)線保護(hù)電路；

圖2為本實(shí)用新型的π型濾波電路；

圖3為本實(shí)用新型的電源保護(hù)電路。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1-3，一種熱插拔防護(hù)電路，包括數(shù)據(jù)線保護(hù)電路和電源保護(hù)電路，其中，如圖1 所示，數(shù)據(jù)線保護(hù)電路包括上拉電阻、卡槽和EMI濾波器，所述的上拉電阻一端連接EMI 濾波器的供電電源，上拉電阻另一端與EMI濾波器的輸入端和數(shù)據(jù)線端子連接，EMI濾波器的輸出端與卡槽連接，如圖3所示，所述的電源保護(hù)電路包括高邊電源開關(guān)和TVS二極管，高邊電源開關(guān)輸入端與電源端子連接，輸出端與TVS二極管并聯(lián)后與卡槽連接。

本實(shí)施例的一種熱插拔防護(hù)電路，在數(shù)據(jù)線保護(hù)電路中，芯片的數(shù)據(jù)線通過上拉電阻和 EMI濾波器組合作用，起到防止過壓過流和過熱的作用，保護(hù)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能，在電源保護(hù)電路中將高邊電源開關(guān)和TVS二極管共同作用，起到保護(hù)芯片的效果。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種熱插拔防護(hù)電路，與實(shí)施例1類似，其中，所述的EMI濾波器為π型濾波電路，在π型濾波電路的兩端各并聯(lián)一個(gè)TVS二極管，如圖2所示，端子Ch_In為EMI 濾波器的輸入端，端子Ch_Out為EMI濾波器的輸出端，EMI濾波器中的電阻值為100Ω，兩個(gè)電容的大小均為8.5pF。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種熱插拔防護(hù)電路，與實(shí)施例1類似，其中，所述的EMI濾波器為TI的4 通道的TPD4F003或8通道的TPD8F003，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓。實(shí)際應(yīng)用中，帶ESD保護(hù)的EMI濾波器，可根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)線端口而定，最終實(shí)現(xiàn)芯片的每個(gè)數(shù)據(jù)線端子都與EMI濾波器連接，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)線的保護(hù)。

EMI濾波器TPD4F003的內(nèi)部每通道電路如圖2所示，是個(gè)π型(C-R-C)濾波電路，兩端各加一個(gè)TVS二極管，成本為1元左右，成本低，占板面積1.7mm×1.35mm，略小于 0805封裝的貼片電阻，占用空間小，可在手機(jī)、電腦和PAD等設(shè)備上推廣使用。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種熱插拔防護(hù)電路，與實(shí)施例1類似，其中，所述的高邊電源開關(guān)的型號為AIC1526-0CS，所述的TVS二極管為SMBJ5.0CA。高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的抗靜電性能為：空氣放電±20KV，接觸放電±12KV，-3dB帶寬200MHz。

高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS特點(diǎn)是：雙通道；500mA持續(xù)負(fù)載電流；限流/短路保護(hù)；熱關(guān)斷保護(hù)；欠壓閉鎖；帶使能和故障指示，AIC1526-0CS為SO-8封裝，成本為1.5元左右，成本低。TVS二極管采用SMBJ5.0CA，作用是過壓保護(hù)，成本在0.2元左右，占板面積最大 5.6mm×3.95mm，占用空間小，可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實(shí)現(xiàn)高可靠的熱插拔防護(hù)。

如圖3所示，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子IN與3.3V直流電壓源、電阻R433的一端、電阻R434的一端、電容C3的一端和電容C220的一端連接，電容C3的另一端和電容C220的另一端接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENA與數(shù)據(jù)線端、電阻R433的另一端連接，電阻R434的另一端與高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENB連接，電容C222 和電容C221并聯(lián)，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA和端子OUTB分別連接在電容 C222的兩端，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTB接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS 的端子OUTA接電源VCC_SD。

電源VCC_SD與卡槽上的端口、TVS二極管SMBJ5.0CA的一端和電容C223的一端連接，TVS二極管SMBJ5.0CA的另一端、電容C223的另一端和卡槽上的端口均接地。

圖3中，電阻R433和電阻R434的阻值均為10KΩ，電容C3和電容C222均為0.1uF，電容C221為10uF。

本實(shí)施例利用現(xiàn)有的集成電路，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可在工業(yè)電子設(shè)備、電腦、手機(jī)等設(shè)備上推廣使用。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種熱插拔防護(hù)電路，與實(shí)施例1類似，其中，卡槽端子GROUND1和 GROUND2均接地，所述的卡槽連接2個(gè)4通道的EMI濾波器TPD4F003或連接一個(gè)8通道的EMI濾波器TPD8F003，實(shí)現(xiàn)對芯片的所有數(shù)據(jù)線端子保護(hù)的效果，所述的上拉電阻、電阻R433和電阻R434的電阻值為10KΩ。

以上示意性的對本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。