一种抑制热插拔浪涌电流的电路和可插拔模块制造技术

本发明专利技术涉及一种抑制热插拔浪涌电流的电路和可插拔模块，所述电路用于可插拔模块，电路组成包括：缓启动电路，复位电路和掉电检测电路；缓启动电路用于在可插拔模块插入系统时缓慢输入电压，使热插拔产生的浪涌电流处于指定范围内；复位电路用于在接收到复位信号时，使缓启动电路复位至初始状态；掉电检测电路用于检测可插拔模块是否发生掉电，若检测到掉电则向复位电路发复位信号，使缓启动电路复位，保证在短时间二次/多次上电情况下抑制浪涌电流。本发明专利技术在可插拔模块短时间热插拔二次/多次上电情况下，能够有效抑制浪涌电流，具有很好的可靠性、经济型和实用性。经济型和实用性。经济型和实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制热插拔浪涌电流的电路和可插拔模块


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种抑制热插拔浪涌电流的电路和可插拔模块。

技术介绍

[0002]可插拔模块作为一种功能完备的电子产品，由集成电路芯片、晶体管、电阻、电容、电感等各种元件组成，由于退耦电容的使用，整个电路通常对设备电源呈容性负载的特点，当模块插入设备上电瞬间，因退耦电容的充电将容易产生较大的冲击电流，若不加以有效控制，可能造成设备电源电压大幅跌落，引起工作异常甚至损坏。
[0003]可插拔模块必须要支持热插拔，即在设备正常工作的状态下进行模块安装和更换。为满足电源完整性要求，模块内部电路都安装了大量电容，电容量从几十微法到几百微法都有。因为电容电压不能突变，模块在插入系统时，模块电压基本为0V，而系统电压V通常3.3V以上（例如光模块为3.3V，其他模块可能是5V，12V等），因压差较大，根据公式I=V/R，V为系统电压，R为接触电阻和导线电阻，阻值很小，大约几十毫欧，故接入瞬间会产生非常大的浪涌电流。这个浪涌电流会引起系统电压跌落，轻者引起系统性能下降，重者会导致系统复位，故把浪涌电流抑制到合理范围是必须的。
[0004]现有技术通常采用传统的缓启动电路进行浪涌电流的抑制，其可以在首次上电时抑制可插拔模块产生的浪涌电流。然而可插拔模块在实际插拔时，因人而异，连接器和插座的接触存在抖动，即接触，断开，再接触，或者更多次重复，会经常出现短时间内可插拔模块多次上电的情况。
[0005]以一种可插拔光模块双密度四通道小型可插拔封装QSFP
‑
DD（Quad Small Form
‑
factor Pluggable
‑
Double Density）为例，因模块上的可插拔金手指增加了一倍，呈一前一后布局，且没有在表层相连，这就导致即便是理想情况下也必定出现先接触，再断开，再接触的过程，中间断开的时间大概十多毫秒。在这短暂的断开时间中，模块内部电容存储的电荷继续供应各个电路工作，所以电压会马上下降。而缓启动电路的电容（MOS管GS并联的电容）放电环路电阻大，短时间放电不多，即再接触时，MOS是处于良好导通状态。因而再接触造成二次上电时，模块内部电容的电压已经下降较多，和系统的供电存在明显电压差，而传统的缓启动电路在这种情况下已经等同直通导线，故在二次上电时会产生很强的浪涌电流（如图2所示的短时间二次上电情况）。
[0006]因此，传统的缓启动电路，只能满足一次上电的要求，缓启完成后，缓启电路就完全导通，等同一根导线。如果在短时间出现第二次上电，则第二次上电时没有缓启作用，无法起到抑制浪涌电流的作用。

技术实现思路

[0007]（一）要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供了一种抑制热插拔浪涌电流的电路
和可插拔模块。
[0008]（二）技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：第一方面，本专利技术实施例提供一种抑制热插拔浪涌电流的电路，用于可插拔模块，其组成包括：缓启动电路，复位电路和掉电检测电路。
[0009]缓启动电路用于在可插拔模块插入系统时缓慢输入电压，使热插拔产生的浪涌电流处于指定范围内；复位电路与缓启动电路电连接，用于在接收到复位信号时，使缓启动电路复位至初始状态；掉电检测电路与复位电路电连接，用于检测可插拔模块是否发生掉电，若检测到掉电则向复位电路发复位信号，使缓启动电路复位，保证在热插拔时间段内发生两次及以上上电情况下抑制浪涌电流。
[0010]热插拔时间段指从热插拔动作开始至可插拔模块电路工作稳定的时间区间，通常在300ms~1000ms。
[0011]可选地，缓启动电路包括：第一MOS管，第一电容，第四电阻；其中，第一电容的两端分别连接第一MOS管的源极和栅极；第四电阻的一端连接第一MOS管的栅极，另一端接地；第一MOS管的漏极连接模块内部电源，源极连接电源连接器输入；当可插拔模块插入系统时，电源连接器输入获得电压，第一MOS管的栅极和源极之间的电压为0V，为截止状态；第一电容通过第四电阻缓慢充电，随着第一电容电压增加到第一MOS管的开启阈值，第一MOS管逐渐导通，模块内部电源电压逐渐升高，实现可插拔模块的缓启动并抑制浪涌电流。
[0012]可选地，第一MOS管为P沟道MOSFET。
[0013]可选地，缓启动电路还包括负反馈电路，负反馈电路的两端分别连接第一MOS管的漏极和栅极，用于在缓启动电路工作时进行负反馈，增加抑制浪涌电流的效果；负反馈电路在第一MOS管逐渐导通的过程中能够抑制栅极电压的快速增加，从而抑制了通过第一MOS管的电流。
[0014]可选地，负反馈电路的结构为：电容或电容串联电阻。
[0015]可选地，复位电路包括：第一三极管，第二三极管，第一电阻，第三电阻；其中，第一三极管的发射极连接电源连接器输入，集电极连接第一MOS管的栅极；第一电阻的一端连接电源连接器输入，另一端连接第一三极管的基极；第三电阻的一端连接第一三极管的基极，另一端连接第二三极管的集电极；第二三极管的基极通过第二电阻连接电源连接器输入；其中，第二三极管的基极是所述复位电路的输入，通过在该端口输入高电平的复位信号，能够控制第二三极管和第一三极管导通，并迅速对第一电容进行放电使第一MOS管正向关闭，使得缓启动电路恢复到初始状态。
[0016]可选地，掉电检测电路包括：第一二极管，第二电阻，第五电阻，第六电阻，第三三极管；其中，第一二极管一端连接模块内部电源，另一端连接第六电阻和第五电阻，第六电阻的另一端接地，第五电阻的另一端连接第三三极管的基极；第三三极管的发射极接地，集电极通过第二电阻连接电源连接器输入；第三三极管的集电极为掉电检测电路的输出，连接复位电路的输入；第一二极管为稳压管，其击穿电压值满足：，其中，为第一二极管的击穿电压，为预设掉电检测阈值，单位为V；掉电检测电路，当发生电源掉电时，模块内部电源电压下降到预设掉电检测阈值，第五电阻和第一二极管连接的节点电压小于第三三极管的导通电压，则第三三极管将截止，在第二电阻上拉作用下输出高电平复位信号给所述复位电路，触发缓启动电路复位。
[0017]可选地，还包括辅助电路：第二二极管，第七电阻，第八电阻，第九电阻，第三电容，第四三极管，第五三极管；其中，第四三极管的发射极接地，集电极通过第二电阻连接电源连接器输入，基极通过第七电阻连接电源连接器输入；第五三极管发射极接地，集电极与第四三极管的基极连接，基极与第八电阻连接；第三电容一端接地，一端与第八电阻连接；第九电阻一端与第八电阻连接，一端连接模块内部电源；第二二极管一端与第八电阻连接，一端连接模块内部电源；辅助电路保证可插拔模块首次上电模块内部电源电压为0的情况下掉电检测电路和复位电路不工作，从而使缓启动电路正常启动。
[0018]可选地，第二二极管为肖特基二极管。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种可插拔模块，包括上述任一抑制热插拔浪涌电流的电路。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于，用于可插拔模块，所述电路组成包括：缓启动电路，复位电路和掉电检测电路；所述缓启动电路用于在可插拔模块插入系统时缓慢输入电压，使热插拔产生的浪涌电流处于指定范围内；所述复位电路与缓启动电路电连接，用于在接收到复位信号时，使缓启动电路复位至初始状态；所述掉电检测电路与复位电路电连接，用于检测可插拔模块是否发生掉电，若检测到掉电则向复位电路发复位信号，使缓启动电路复位，保证在热插拔时间段内发生两次及以上上电情况下抑制浪涌电流。2.根据权利要求1所述的一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于，所述缓启动电路包括：第一MOS管（M1），第一电容（C1），第四电阻（R4）；其中，第一电容（C1）的两端分别连接第一MOS管（M1）的源极和栅极；第四电阻（R4）的一端连接第一MOS管（M1）的栅极，另一端接地；第一MOS管（M1）的漏极连接模块内部电源（VOUT），源极连接电源连接器输入（VIN）；当可插拔模块插入系统时，电源连接器输入（VIN）获得电压，第一MOS管（M1）的栅极和源极之间的电压为0V，为截止状态；第一电容（C1）通过第四电阻（R4）缓慢充电，随着第一电容（C1）电压增加到第一MOS管（M1）的开启阈值，第一MOS管（M1）逐渐导通，模块内部电源（VOUT）电压逐渐升高，实现可插拔模块的缓启动并抑制浪涌电流。3.根据权利要求2所述的一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于：所述第一MOS管（M1）为P沟道MOSFET。4.根据权利要求2所述的一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于，所述缓启动电路还包括负反馈电路；所述负反馈电路的两端分别连接第一MOS管（M1）的漏极和栅极，用于在缓启动电路工作时进行负反馈，增加抑制浪涌电流的效果；所述负反馈电路在第一MOS管（M1）逐渐导通的过程中能够抑制栅极电压的快速增加，从而抑制了通过第一MOS管（M1）的电流。5.根据权利要求4所述的一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于，所述负反馈电路的结构为：电容或电容串联电阻。6.根据权利要求1所述的一种抑制热插拔浪涌电流的电路，其特征在于，所述复位电路包括：第一三极管（Q1），第二三极管（Q2），第一电阻（R1），第三电阻（R3）；其中，第一三极管（Q1）的发射极连接电源连接器输入（VIN），集电极连接第一MOS管（M1）的栅极；第一电阻（R1）的一端连接电源连接器输入（VIN），另一端连接第一三极管（Q1）的基极；第三电阻（R3）的一端连接第一三极管（Q1）的基极，另一端连接第二三极管（Q2）的集电极；第二三极管（Q2）的基极通过第二电阻（R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江华，许国威，李勋涛，朱飞，李连城，郑波，过开甲，魏志坚，张伟，
申请(专利权)人：江西迅特通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：