具备缓加电功能的光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种具备缓加电功能的光模块，包括光模块，所述光模块上设置有缓加电模块；所述缓加电模块由尖峰电流泄放单元、瞬时电压抑制单元、隔离单元和加电时序控制单元组成；本发明专利技术的有益技术效果是：提供了一种具备缓加电功能的光模块。

【技术实现步骤摘要】
具备缓加电功能的光模块
本专利技术涉及一种光模块加电技术，尤其涉及一种具备缓加电功能的光模块。
技术介绍
目前，光纤通信因通信容量大、传输距离远、抗电磁干扰能力强等特点被广泛应用于各种通信干线中，作为光纤通信系统中的核心器件，光模块的应用也越来越广泛；在光模块需求量急剧增加的同时，工程界也对光模块的可靠性、环境适应性等性能提出了更加苛刻的要求，特别是针对一些复杂电源应用环境，光模块的加电问题尤为突出。在传统的光模块设计中，主要采用π型滤波、LC滤波及RC直接滤波等电路完成光模块的上电滤波，其中，π型滤波能达到电源滤波的目的，防止电源的自激振荡，但无法滤除光模块上电、热插拔等引起的瞬时电压及尖峰电流；LC滤波有一定的滤波功能，但是也存在产生自激的可能性；RC直接滤波的方式一般用在板面要求较高的环境中，它可以滤除固定频率的干扰信号，但滤波效果较差。总而言之，现有的光模块加电手段，不能消除瞬时大电压、尖峰大电流对光模块电路、光器件的影响，无法解决复杂电源环境下的上电问题，对光模块的性能、可靠性及环境适应性有较大的影响。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种具备缓加电功能的光模块，包括光模块，其创新在于：所述光模块上设置有缓加电模块；所述缓加电模块由尖峰电流泄放单元、瞬时电压抑制单元、隔离单元和加电时序控制单元组成；所述尖峰电流泄放单元由第一N沟道MOS管、第二N沟道MOS管和第一P沟道MOS管组成；所述瞬时电压抑制单元由第一电阻和第一电容组成；所述隔离单元由第二P沟道MOS管和第二电阻组成；所述加电时序控制单元由三个加电单元组成，三个加电单元的电气结构相同，单个加电单元由第二电容、第三电容和磁珠组成；三个加电单元分别对应光模块的MCU模块、光发送电路和光接收电路；所述第三电容采用极性电容，所述第一电容和第二电容采用无极性电容；第一P沟道MOS管的源极与节点C连接，节点C与电源连接，第一P沟道MOS管的栅极连接至节点A，第一P沟道MOS管的漏极连接至节点B，节点B与第二N沟道MOS管的栅极连接；第二N沟道MOS管的漏极与电源连接，第二N沟道MOS管的源极接地；第一N沟道MOS管的漏极与节点B连接，第一N沟道MOS管的栅极连接至节点A，第一N沟道MOS管的源极接地；第一电阻的一端与节点D连接，节点D与节点C连接，第一电阻的另一端与节点A连接；第一电容的一端与节点A连接，第一电容的另一端接地；第二P沟道MOS管的源极与节点D连接，第二P沟道MOS管的栅极与第二电阻的一端连接，第二P沟道MOS管的漏极与节点E连接，第二电阻的另一端接地；在单个加电单元中，第二电容的一端与节点F连接，第二电容的另一端接地，磁珠的一端与节点F连接，磁珠的另一端与节点G连接，第三电容的正极与节点G连接，第三电容的负极接地，节点G形成加电单元的输出端；三个加电单元中的节点F均连接至节点E。采用本专利技术方案后，可通过尖峰电流泄放单元对尖峰电流进行泄放，同时，可通过瞬时电压抑制单元对瞬时电压进行抑制，同时，可通过加电时序控制单元，来使光模块的MCU模块、光发送电路和光接收电路按一定顺序依次上电，具体来说，本专利技术是这样实现前述技术目的的(为方便叙述，后文采用各个元件的图示标来代称各个元件)：1)瞬时电压抑制单元基于电容的工作原理可知，电容两端的电压不会发生突变，当光模块启动上电的瞬间，由于C1接地，C1的上极板电位为零，电源只能对C1充电，则瞬时电压无法传递到后续电路中，且电压只能随着C1的充电过程进行而缓慢增加，从而达到了缓加电的目的。瞬时电压抑制能力和缓加电过程的时间长度由R1及C1的大小决定，具体实施时，可通过调整R1、C1的参数大小进行控制，缓加电过程的时间长度可以通过下式计算得到：t＝R1·C1·Ln[VCC/Vt]其中，Ln是e为底的对数，Vt为后续电路的启动电压，R1为R1的电阻值，C1为C1的电容值，VCC为电源的电压值。2)尖峰电流泄放单元Q1与Q2按本专利技术方案连接后就形成了一个反相器，当启动上电时，C1开始充电，由于C1上极板电位为零，Q1导通、Q2截止，反相器输出高电平，从而迫使Q3导通并开始泄放尖峰电流，当光模块正常工作后，C1充电完成，Q1截止、Q2导通，Q3截止，整个回路不工作，这就可以在不增加功耗的条件下将电能正常地输入到后级电路中；在具体实施时，本领域技术人员应注意以下几点：a)C1的电容值决定了反相器输出由“1”跳变为“0”的时间长度；b)Q3的参数必须确保在反相器输出发生跳变之前泄放完尖峰电流；c)反相器输出由“1”跳变为“0”的时间长度必须大于光模块的启动时间。3)加电时序控制单元基于常规的光模块结构可知，光模块至少会包含MCU模块、光发送电路和光接收电路，假设MCU模块、光发送电路和光接收电路的启动电压分别为Vt1、Vt2、Vt3，设C1充电过程中，C1上的电压达到Vt1、Vt2、Vt3的时间分别为tdelay1、tdelay2、tdelay3，则根据如下三个公式可分别计算出MCU模块、光发送电路和光接收电路的启动延时t1、t2和t3：t1＝tdelay1+RL1C3Ln[VCC/Vt1]t2＝tdelay2+RL2C5Ln[VCC/Vt2]t3＝tdelay3+RL3C7Ln[VCC/Vt3]其中，RL1为对应MCU模块的加电单元中的磁珠的导通电阻、RL2为对应光发送电路的加电单元中的磁珠的导通电阻、RL2为对应光接收电路的加电单元中的磁珠的导通电阻，C3为对应MCU模块的加电单元中的第三电容的电容值、C5为对应光发送电路的加电单元中的第三电容的电容值、C7为对应光接收电路的加电单元中的第三电容的电容值；具体实施时，本领域技术人员可根据Vt1、Vt2、Vt3的具体数值，对C3、C5和C7的大小进行调节，即可实现对光模块各部分电路上电时间的控制。另外，本专利技术中的隔离单元用于对前级电路和后级电路进行隔离，防止前、后级电路的互相影响；需要说明的是，第三电容和磁珠形成LC滤波电路，用于进行滤波处理，第三电容、第二电容和磁珠又构成一个典型的π型滤波电路，用于消除LC滤波电路可能产生的自激震荡。本专利技术的有益技术效果是：提供了一种具备缓加电功能的光模块。附图说明图1、本专利技术的电路示意图；图2、本专利技术的电气原理示意图；图中各个标记所对应的名称分别为：尖峰电流泄放单元1、瞬时电压抑制单元2、隔离单元3、加电时序控制单元4、第一P沟道MOS管Q1、第一N沟道MOS管Q2、第二N沟道MOS管Q3、第二P沟道MOS管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、磁珠L、节点AA、节点BB、节点CC、节点DD、节点EE、节点FF、节点GG。具体实施方式一种具备缓加电功能的光模块，包括光模块，其创新在于：所述光模块上设置有缓加电模块；所述缓加电模块由尖峰电流泄放单元1、瞬时电压抑制单元2、隔离单元3和加电时序控制单元4组成；所述尖峰电流泄放单元1由第一N沟道MOS管Q2、第二N沟道MOS管Q3和第一P沟道MOS管Q1组成；所述瞬时电压抑制单元2由第一电阻R1和第一电容C1组成；所述隔离单元3由第二P沟道MOS管Q4和第二电阻R2组成；所述加电时序控制单元4由三个加电单元组成，三个加电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备缓加电功能的光模块，包括光模块，其特征在于：所述光模块上设置有缓加电模块；所述缓加电模块由尖峰电流泄放单元（1）、瞬时电压抑制单元（2）、隔离单元（3）和加电时序控制单元（4）组成；所述尖峰电流泄放单元（1）由第一N沟道MOS管（Q2）、第二N沟道MOS管（Q3）和第一P沟道MOS管（Q1）组成；所述瞬时电压抑制单元（2）由第一电阻（R1）和第一电容（C1）组成；所述隔离单元（3）由第二P沟道MOS管（Q4）和第二电阻（R2）组成；所述加电时序控制单元（4）由三个加电单元组成，三个加电单元的电气结构相同，单个加电单元由第二电容（C2）、第三电容（C3）和磁珠（L）组成；三个加电单元分别对应光模块的MCU模块、光发送电路和光接收电路；所述第三电容（C3）采用极性电容，所述第一电容（C1）和第二电容（C2）采用无极性电容；第一P沟道MOS管（Q1）的源极与节点C（C）连接，节点C（C）与电源（VCC）连接，第一P沟道MOS管（Q1）的栅极连接至节点A，第一P沟道MOS管（Q1）的漏极连接至节点B，节点B与第二N沟道MOS管（Q3）的栅极连接；第二N沟道MOS管（Q3）的漏极与电源（VCC）连接，第二N沟道MOS管（Q3）的源极接地；第一N沟道MOS管（Q2）的漏极与节点B（B）连接，第一N沟道MOS管（Q2）的栅极连接至节点A（A），第一N沟道MOS管（Q2）的源极接地；第一电阻（R1）的一端与节点D连接，节点D与节点C连接，第一电阻（R1）的另一端与节点A连接；第一电容（C1）的一端与节点A连接，第一电容（C1）的另一端接地；第二P沟道MOS管（Q4）的源极与节点D连接，第二P沟道MOS管（Q4）的栅极与第二电阻（R2）的一端连接，第二P沟道MOS管（Q4）的漏极与节点E连接，第二电阻（R2）的另一端接地；在单个加电单元中，第二电容（C2）的一端与节点F连接，第二电容（C2）的另一端接地，磁珠（L）的一端与节点F连接，磁珠（L）的另一端与节点G连接，第三电容（C3）的正极与节点G连接，第三电容（C3）的负极接地，节点G形成加电单元的输出端；三个加电单元中的节点F均连接至节点E。...

【技术特征摘要】
1.一种具备缓加电功能的光模块，包括光模块，其特征在于：所述光模块上设置有缓加电模块；所述缓加电模块由尖峰电流泄放单元（1）、瞬时电压抑制单元（2）、隔离单元（3）和加电时序控制单元（4）组成；所述尖峰电流泄放单元（1）由第一N沟道MOS管（Q2）、第二N沟道MOS管（Q3）和第一P沟道MOS管（Q1）组成；所述瞬时电压抑制单元（2）由第一电阻（R1）和第一电容（C1）组成；所述隔离单元（3）由第二P沟道MOS管（Q4）和第二电阻（R2）组成；所述加电时序控制单元（4）由三个加电单元组成，三个加电单元的电气结构相同，单个加电单元由第二电容（C2）、第三电容（C3）和磁珠（L）组成；三个加电单元分别对应光模块的MCU模块、光发送电路和光接收电路；所述第三电容（C3）采用极性电容，所述第一电容（C1）和第二电容（C2）采用无极性电容；第一P沟道MOS管（Q1）的源极与节点C（C）连接，节点C（C）与电源（VCC）连接，第一P沟道MOS管（Q1）的栅极连接至节点A，第一P沟道MOS管（Q1）的漏极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周本军，胡伟，黄雨新，张敏，叶峻宏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆,50