热插拔控制电路及热插拔控制方法技术

本发明专利技术提供了一种热插拔控制电路及热插拔控制方法，涉及通讯设备技术领域，该热插拔控制电路包括：板卡连接器、热插拔控制单元、功率开关单元、热插拔预启动单元、功率转换单元、监控处理单元和总线电源；其中，热插拔控制单元分别与功率开关单元和热插拔预启动单元相连接；功率开关单元和热插拔预启动单元分别与板卡连接器的电源连接器管脚相连接，还与功率转换单元相连接；功率转换单元与总线电源相连接，二者还与监控处理单元的相连接；监控处理单元与板卡连接器的背板管理总线端口相连接；该热插拔控制电路能够在不改变电源架构情况下实现高功率板卡在48V系统中的安全热插拔，同时提升板卡的额定功率，能够满足未来板卡的功率增长需求。功率增长需求。功率增长需求。

【技术实现步骤摘要】
热插拔控制电路及热插拔控制方法


[0001]本专利技术涉及通讯设备
，尤其是涉及一种热插拔控制电路及热插拔控制方法。

技术介绍

[0002]随着网络流量的急剧增长，传统的交换机、路由器等设备已经逐渐由单体设备向插卡式机框设备方向演进，以适应超大容量的接入需求并完成系统内部数据转发。相应地，插卡式的分流设备需要在整个周期内具备较高的可靠性，一旦系统中的一个可插入板卡发生了故障或者需要替换等，必须在不中断整个系统其余部分正常运作的情况下进行替换。
[0003]在插拔过程中，当一块新板卡插入正在运行的系统中时，板卡的输入电容在插入瞬间相当于短路状态，这时，会给整个系统带来一个很大的瞬间电流，这个电流可以达到几百安倍，可能损坏插入板卡的电源连接器、PCB铜箔、系统背板的电源连接器等，此外，还会对系统电源带来一个非常大的负载电流冲击，使得整个系统电源跌落，导致系统复位。
[0004]为了避免系统在热插拔过程中受到影响，需要采用热插拔电路以减少系统的瞬间电流，传统的热插板控制器主要工作在12V，已经比较成熟。但伴随着芯片功耗的急剧增加，传统的12V系统已经不能满足逐渐增长的系统功耗需求了。目前采用正交架构的板卡普遍单板功率在1200W左右，如果采用12V供电系统，正常工作模式下的电流达到100A，本身对板卡上的电源连接器就带来了很大的压力。如果采用48V供电系统，板卡正常工作模式下的电流会降低到25A左右。但现有技术中的48V热插拔电源解决方案的功耗上限为1000W左右，不能满足当前以及未来日益增长的功耗需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种热插拔控制电路及热插拔控制方法，该热插拔控制电路能够在不改变电源架构情况下实现高功率板卡在正交48V系统中的安全热插拔，同时提升了板卡的额定功率，能够满足未来板卡的功率增长需求。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种热插拔控制电路，该热插拔控制电路用于对路由设备的插入式板卡进行热插拔时的电流进行控制；该热插拔控制电路包括：板卡连接器、热插拔控制单元、功率开关单元、热插拔预启动单元、功率转换单元、监控处理单元和总线电源；
[0007]其中，热插拔控制单元分别与功率开关单元和热插拔预启动单元的输入控制端口相连接；功率开关单元和热插拔预启动单元的供电端口分别与板卡连接器的电源连接器管脚相连接；功率开关单元和热插拔预启动单元的输出控制端口分别与功率转换单元对应的输入控制端口相连接；功率转换单元的输出控制端口与总线电源的输入控制端口相连接；功率转换单元和总线电源的分别通过各自的指令交互端口与监控处理单元的第一指令传输端口相连接；监控处理单元的第二指令传输端口与板卡连接器的背板管理总线端口相连接；
[0008]板卡连接器，用于将插入式板卡与路由设备进行连接，并通过电源连接器管脚向热插拔控制电路进行供电；
[0009]热插拔控制单元，用于对功率开关单元和热插拔预启动单元发送控制指令；
[0010]功率开关单元，用于对热插拔控制电路中的工作电流进行分流，并根据热插拔控制电路中的工作电流值控制功率开关单元的使能状态；
[0011]热插拔预启动单元，用于对热插拔控制电路中的工作电压进行分压，并根据热插拔控制电路中的工作电压值控制功率开关单元的使能状态；
[0012]功率转换单元，用于向总线电源提供48V转12V的功率转换能力；
[0013]监控处理单元，用于对总线电源进行上电控制并监控总线电源的电源信号；
[0014]总线电源，用于对插入式板卡进行供电。
[0015]在一些实施方式中，监控处理单元包括：第一监控处理单元和第二监控处理单元；
[0016]其中，第一监控处理单元包含集成平台管理控制器IPMC，第一监控处理单元通过第一指令传输端口分别与功率转换单元和总线电源相连接；
[0017]第二监控处理单元包含现场可编程逻辑器件FPGA，第二监控处理单元通过第二指令传输端口与板卡连接器的背板管理总线端口相连接。
[0018]在一些实施方式中，总线电源包括：主工作电源、管理电源以及预先上电电源；
[0019]其中，主工作电源、管理电源和预先上电电源的输入控制端口分别与功率转换单元的输出控制端口相连接；
[0020]主工作电源、管理电源和预先上电电源的指令交互端口分别与监控处理单元的第一指令传输端口相连接。
[0021]在一些实施方式中，热插拔预启动单元中设置有第一MOS管；其中，第一MOS管的S极作为热插拔预启动单元的供电端口与板卡连接器的电源连接器管脚相连接；
[0022]第一MOS管的D极作为热插拔预启动单元的输出控制端口与功率转换单元对应的输入控制端口相连接；
[0023]第一MOS管的G极用于控制第一MOS管的电流值不超过预设电流阈值。
[0024]在一些实施方式中，预设电流阈值为3A；插入式板卡的额定功率为11000W，额定电流为205A，额定电压为53.5V。
[0025]在一些实施方式中，功率开关单元设置有第二MOS管和第三MOS管；
[0026]其中，第二MOS管的S极与第三MOS管的S极相连接后，作为功率开关单元的供电端口与板卡连接器的电源连接器管脚相连接；
[0027]第二MOS管的D极与第三MOS管的D极相连接后，作为功率开关单元的输出控制端口与功率转换单元对应的输入控制端口相连接。
[0028]第二方面，本专利技术实施例提供了一种热插拔控制方法，该方法应用于第一方面提到的热插拔控制电路；该热插拔控制电路至少包括：板卡连接器、热插拔控制单元、功率开关单元、热插拔预启动单元、功率转换单元、监控处理单元和总线电源；
[0029]该方法包括：
[0030]当插入式板卡插入至路由设备的预设背板时，利用热插拔控制单元判断板卡连接器处的电压是否满足预设电压阈值范围；
[0031]如果是，则通过热插拔控制单元控制热插拔预启动单元开启，并控制功率开关单
元开启；
[0032]当功率开关单元开启完成后，控制功率转换单元对总线电源进行供电。
[0033]在一些实施方式中，板卡连接器处的电压不满足预设电压阈值范围，方法包括：
[0034]通过热插拔控制单元控制热插拔预启动单元关闭；
[0035]通过热插拔控制单元控制功率开关单元关闭。
[0036]在一些实施方式中，通过热插拔控制单元控制热插拔预启动单元开启之后，方法还包括：
[0037]实时获取热插拔预启动单元的动态电流值，并判断动态电流值是否超过预设的门限电流阈值；
[0038]如果是，则通过热插拔控制单元控制热插拔预启动单元关闭，并通过热插拔控制单元控制功率开关单元关闭。
[0039]在一些实施方式中，控制功率开关单元开启之后，方法还包括：
[0040]实时获取功率开关单元的动态电流值，并判断动态电流值是否超过预设的工作电流阈值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热插拔控制电路，其特征在于，所述热插拔控制电路用于对路由设备的插入式板卡进行热插拔时的电流进行控制；所述热插拔控制电路包括：板卡连接器、热插拔控制单元、功率开关单元、热插拔预启动单元、功率转换单元、监控处理单元和总线电源；其中，所述热插拔控制单元分别与所述功率开关单元和所述热插拔预启动单元的输入控制端口相连接；所述功率开关单元和所述热插拔预启动单元的供电端口分别与所述板卡连接器的电源连接器管脚相连接；所述功率开关单元和所述热插拔预启动单元的输出控制端口分别与所述功率转换单元对应的输入控制端口相连接；所述功率转换单元的输出控制端口与所述总线电源的输入控制端口相连接；所述功率转换单元和所述总线电源的分别通过各自的指令交互端口与所述监控处理单元的第一指令传输端口相连接；所述监控处理单元的第二指令传输端口与所述板卡连接器的背板管理总线端口相连接；所述板卡连接器，用于将所述插入式板卡与所述路由设备进行连接，并通过所述电源连接器管脚向所述热插拔控制电路进行供电；所述热插拔控制单元，用于对所述功率开关单元和所述热插拔预启动单元发送控制指令；所述功率开关单元，用于对所述热插拔控制电路中的工作电流进行分流，并根据所述热插拔控制电路中的工作电流值控制所述功率开关单元的使能状态；所述热插拔预启动单元，用于对所述热插拔控制电路中的工作电压进行分压，并根据所述热插拔控制电路中的工作电压值控制所述功率开关单元的使能状态；所述功率转换单元，用于向所述总线电源提供48V转12V的功率转换能力；所述监控处理单元，用于对所述总线电源进行上电控制并监控所述总线电源的电源信号；所述总线电源，用于对所述插入式板卡进行供电。2.根据权利要求1所述的热插拔控制电路，其特征在于，所述监控处理单元包括：第一监控处理单元和第二监控处理单元；其中，所述第一监控处理单元包含集成平台管理控制器IPMC，所述第一监控处理单元通过所述第一指令传输端口分别与所述功率转换单元和所述总线电源相连接；所述第二监控处理单元包含现场可编程逻辑器件FPGA，所述第二监控处理单元通过所述第二指令传输端口与所述板卡连接器的背板管理总线端口相连接。3.根据权利要求1所述的热插拔控制电路，其特征在于，总线电源包括：主工作电源、管理电源以及预先上电电源；其中，所述主工作电源、所述管理电源和所述预先上电电源的输入控制端口分别与所述功率转换单元的输出控制端口相连接；所述主工作电源、所述管理电源和所述预先上电电源的指令交互端口分别与所述监控处理单元的第一指令传输端口相连接。4.根据权利要求1所述的热插拔控制电路，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪刚，谢永恒，万月亮，
申请(专利权)人：北京锐安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：