热插拔电路、控制装置及设备

文档序号:1924677 发布日期:2021-12-03 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 热插拔电路、控制装置及设备 (Hot plug circuit, control device and equipment ) 是由 黄毅 周向军 童鹍 于 2021-11-04 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种热插拔电路、控制装置及设备,涉及了电源技术领域,解决了通过输入接口进行热拔插时,驱动板输入会出现非常大的浪涌电流,容易损坏电路的问题,包括:电源输入端和电源输出端;启动模块,与所述电源输入端和所述电源输出端电连接;开关模块,与所述电源输入端、所述电源输出端以及所述启动模块电连接;检测模块,与所述启动模块、所述开关模块和所述电源输出端电连接,本申请在电源输入端有浪涌信号输入时,检测模块输出的第一控制信号的电压值则不满足预设的第一控制信号的电压值范围时,控制开关模块断开,从而切断电源信号输入至电源输出端,降低浪涌电流导致电路损坏的概率,减少热拔插的电源接口容易出现打火现象。(The application provides a hot plug circuit, controlling means and equipment, has related to power technical field, has solved when carrying out the hot plug through input interface and has inserted, very big surge current can appear in the drive plate input, damages the problem of circuit easily, includes: a power input terminal and a power output terminal; the starting module is electrically connected with the power input end and the power output end; the switch module is electrically connected with the power input end, the power output end and the starting module; the detection module, with the start module the switch module with the power output end electricity is connected, and this application is when surge signal input at power input end, and the voltage value of the first control signal of detection module output then unsatisfied the voltage value scope of the first control signal of predetermineeing, and the disconnection of control switch module to cut off power signal input to power output end, reduce surge current and lead to the probability that the circuit damaged, reduce the power interface that hot plug appears the phenomenon of striking sparks easily.)

热插拔电路、控制装置及设备

技术领域

本申请涉及电源技术领域,具体涉及一种热插拔电路、控制装置及设备。

背景技术

现有电气设备、控制盒等都具有输入接口,例如电源输入接口或者公插头和母插头的电连接接口,通过输入接口直接电连接到驱动板。

设备通过输入接口进行热拔插时,由于驱动板上的电容量大(容性负载大),接入电源时,驱动板输入会出现非常大的浪涌电流,同时也会产生很高的尖峰电压,从而容易损坏电路,且热拔插的电源接口(电源插头、电源电连接器)容易出现打火现象,导致出现烧黑、老化快等不良影响,降低了系统整体的寿命和可靠性。

发明内容

本申请提供一种能够在接入电源时,降低浪涌电流导致电路损坏的概率,减少热拔插的电源接口容易出现打火现象,导致出现烧黑、老化快的问题,提高电路可靠性的热插拔电路、控制装置及设备。

一方面,本申请提供一种热插拔电路,包括:

电源输入端和电源输出端;

启动模块,与所述电源输入端和所述电源输出端电连接,用于输出预设的电流值的恒流信号,给电源输出端充电;

开关模块,与所述电源输入端、所述电源输出端以及所述启动模块电连接,用于控制所述电源输入端和所述电源输出端的电连接通断;

检测模块,与所述启动模块、所述开关模块和所述电源输出端电连接,用于根据所述恒流信号输出第一控制信号,并根据所述第一控制信号的电压值和预设的第一控制信号的电压值范围,控制所述开关模块的通断。

在本申请一种可能的实现方式中,所述启动模块包括第一开关管、第一分压部、第二分压部和稳压管,所述第一开关管的第一端和所述第二分压部的第一端均与所述电源输入端电连接,所述第二分压部的第二端与所述稳压管的第一端电连接,所述第一开关管的第二端电连接于所述第二分压部的第二端与所述稳压管的第一端电连接的电连接点处,所述第一开关管的第三端与所述第一分压部的第一端电连接,所述第一分压部的第二端与所述稳压管的第二端电连接。

在本申请一种可能的实现方式中,所述开关模块包括:

第一开关单元,所述第一开关单元与所述电源输入端、所述电源输出端和所述启动模块电连接,用于控制所述电源输入端和所述电源输出端的电连接通断;

第一转换单元,所述第一转换单元与所述第一开关单元和所述模块电连接,用于接收所述检测模块输入的第一控制信号,根据所述第一控制信号输出第二控制信号至所述第一开关单元,控制所述第一开关单元的通断。

在本申请一种可能的实现方式中,所述第一开关单元包括一个第二开关管和多个并联电连接的第二开关管,所述第二开关管采用的是N沟道的金氧半场效晶体管。

在本申请一种可能的实现方式中,所述开关模块包括:

推挽单元,电连接于所述第一开关单元和所述第一转换单元之间,用于放大所述第一转换单元输出的第二控制信号;

偏置供电模块,所述偏置供电模块与所述开关模块电连接,用于对所述第一转换单元和所述推挽单元进行供电。

在本申请一种可能的实现方式中,所述开关模块包括:

第二开关单元,所述第二开关单元与所述电源输入端、所述电源输出端和所述启动模块电连接,用于控制所述电源输入端和所述电源输出端的电连接通断;

第二转换单元,所述第二转换单元与所述第二开关单元和所述模块电连接,用于接收所述检测模块输入的第一控制信号,根据所述第一控制信号输出第三控制信号至所述第二开关单元,控制所述第二开关单元的通断。

在本申请一种可能的实现方式中,所述第二开关单元(404)包括一个第三开关管和多个并联电连接的第三开关管,所述第三开关管采用的是P沟道的金氧半场效晶体管。

在本申请一种可能的实现方式中,所述检测模块包括:

检测单元,与所述启动模块和所述开关模块电连接,用于根据所述恒流信号输出第一控制信号和第三控制信号,所述第一控制信号用于控制所述开关模块的通断。

在本申请一种可能的实现方式中,所述检测模块还包括:

防抖动延时单元,与所述检测单元电连接,用于检测所述第三控制信号的电压值,并根据所述第三控制信号的电压值和预设的延时启动电压值,控制所述检测单元的通断。

在本申请一种可能的实现方式中,所述防抖动延时单元包括:

控制部,所述控制部用于根据所述第三控制信号的电压值和预设的延时启动电压值,控制所述检测单元的通断;

延时部,所述延时部用于控制所述检测单元延时启动。

在本申请一种可能的实现方式中,所述电源输入端和所述电源输出端均电连接有浪涌保护模块,所述浪涌保护模块用于抑制输入至所述电源输入端和所述电源输出端的浪涌电压。

另一方面,本申请提供一种控制装置,所述装置包括热插拔电路,所述热插拔电路采用的是所述的一种热插拔电路。

另一方面,本申请还提供一种设备,所述设备包括如所述的一种热插拔电路或者如所述的控制装置。

本申请电源输入端接入外界输入的电源信号后,通过启动模块根据电源信号输出预设的电流值的恒流信号至电源输出端,对电源输出端进行充电,同时检测模块根据恒流信号输出第一控制信号,当第一控制信号的电压值达到预设的第一控制信号的电压值范围时,检测模块控制开关模块导通,否则控制开关模块断开,开关模块导通时,输入的电源信号则通过电源输出端输出,因此,当电源输入端有浪涌信号输入时,检测模块输出的第一控制信号的电压值则不满足预设的第一控制信号的电压值范围,进而控制开关模块断开,从而切断电源信号输入至电源输出端,降低浪涌电流导致电路损坏的概率,减少热拔插的电源接口容易出现打火现象,导致出现烧黑、老化快的问题,保护了供电设备。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中提供的热插拔电路的一个实施例结构示意图;

图2是本申请实施例中提供的偏置供电模块的一个实施例结构示意图;

图3是本申请实施例中提供的热插拔电路的一个实施例结构示意图;

图4是本申请实施例中提供的设备的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此,本发明并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种热插拔电路、控制装置及设备,以下分别进行详细说明。

如图1所示,为本申请实施例中热插拔电路的一个实施例结构示意图,该热插拔电路包括:

一方面,本申请提供一种热插拔电路,包括:

电源输入端100和电源输出端200,电源输入端100与用于提供电源信号的供电设备电连接,电源输出端200与对应需要接入电源的驱动板或者驱动电路输入端电连接,电源输出端200包括一个或者多个并联的负载电容C2,负载电容C2也可以是设置在后级电路中(如驱动板、驱动电路或者其他电路),通过负载电容C2的充放电功能实现驱动板或者驱动电路的供电。

启动模块300,与电源输入端100和电源输出端200电连接,用于输出预设的电流值的恒流信号,给电源输出端200充电,具体的,电源输出端200接入电源后,通过启动模块300输出预设电流值的恒流信号给负载电容C2充电。

开关模块400,与电源输入端100、电源输出端200以及启动模块300电连接,用于控制电源输入端100和电源输出端200的电连接通断。

检测模块500,与启动模块300、开关模块400和电源输出端200电连接,用于根据恒流信号输出第一控制信号,并根据第一控制信号的电压值和预设的第一控制信号的电压值范围,控制开关模块400的通断。

本申请电源输入端100接入外界输入的电源信号后,通过启动模块300根据电源信号输出预设的电流值的恒流信号至电源输出端200,对电源输出端200进行充电,同时检测模块500根据恒流信号输出第一控制信号,当第一控制信号的电压值达到预设的第一控制信号的电压值范围时,检测模块500控制开关模块400导通,否则控制开关模块400断开,开关模块400导通时,输入的电源信号则通过电源输出端200输出,因此,当电源输入端100有浪涌信号输入时,检测模块500输出的第一控制信号的电压值则不满足预设的第一控制信号的电压值范围,进而控制开关模块400断开,从而切断电源信号输入至电源输出端200,降低浪涌电流导致电路损坏的概率,减少热拔插的电源接口容易出现打火现象,导致出现烧黑、老化快的问题,保护了供电设备。

在本申请的一个实施例中,电源输入端100和电源输出端200均电连接有浪涌保护模块700,浪涌保护模块700用于抑制输入至电源输入端100和电源输出端200的浪涌电压。

如图1所示,浪涌保护模块700包括瞬态二极管D2(Transient VoltageSuppressor,TVS)和瞬态二极管D3,瞬态二极管D3的与电源输入端100电连接,另一端接地,瞬态二极管D3的与电源输出端200电连接,另一端接地。由于TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以极高的速度使其阻抗骤然降低,同时吸收一个大电流,将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上,从而能够用于抑制输入至电源输入端100和电源输出端200的浪涌电压,确保热插拔电路中的元件浪涌电压的冲击而损坏。

在本申请的一个实施例中,启动模块300包括第一开关管301、第一分压部302、第二分压部303和稳压管304,第一开关管301的第一端和第二分压部303的第一端均与电源输入端100电连接,第二分压部303的第二端与稳压管304的第一端电连接,第一开关管301的第二端电连接于第二分压部303的第二端与稳压管304的第一端电连接的电连接点处,第一开关管301的第三端与第一分压部302的第一端电连接,第一分压部302的第二端与稳压管304的第二端电连接。

具体的,第一开关管301包括第一开关管Q1,第一开关管Q1可以采用N沟道的金氧半场效晶体管,即N沟道的MOS管,也可以采用P沟道的MOS管。第一分压部302采用的电阻R1,也可以是相互并联的电阻R1和电阻R2,也可以根据具体需要设置更多并联的电阻,这里不做具体限定。第二分压部303采用的是分压电阻R3,稳压管304采用的是稳压管D1。如图1所示,第一开关管Q1的漏极和分压电阻R3的一端共同与电源输入端100电连接,分压电阻R3的另一端与稳压管D1的一端电连接,第一开关管Q1的源极与电阻R2的一端电连接,电阻R1与电阻R2相互并联,电阻R2的另一端和稳压管D1的另一端共同电连接于电源输出端200,第一开关管Q1的栅极电连接于分压电阻R3与稳压管D1的电连接点处。

应用过程中,充电过程中,分压电阻R3和稳压管D1之间形成固定电压点,使得稳压管D1两端的电压值固定,即第一开关管Q1和并联连接的电阻R1与电阻R2共同的两端的电压值与稳压管D1两端的电压值相同,由于电阻R1与电阻R2共同的两端的电压值恒定,电阻R1与电阻R2内的电流也恒定,因此构成一个恒流电路,在接收电源输入端100输入的电源信号后,启动模块300输出预设电流值的恒流信号至电源输出端200,实现恒流启动。

在本实施例中,启动模块300还包括退耦电容C1,稳压管D1与退耦电容C1并联电连接,如图2所述,退耦电容C1的一端与第一开关管Q1的栅极共同电连接于分压电阻R3与稳压管D1的电连接点处,退耦电容C1的另一端与稳压管D1的另一端电连接,通过退耦电容C1防止第一开关管Q1发生振荡,增强启动模块300的稳定性。

在本实施例中,可以根据具体的实际情况,对启动模块300输出的恒流信号的预设电流值进行调整,这里对恒流信号的预设电流值不做具体限定,示例性的,可以通过设置电阻R1和电阻R2的并联电阻值参数或者通过选取不同稳压值参数的稳压管D1,例如,增大或减小电阻R1和电阻R2的阻值,选取稳压值更大、更小二极管D1,对恒流信号的预设电流值的数值进行调整。

在本申请的一个实施例中,开关模块400与启动模块300并联,具体的,开关模块400包括:

第一开关单元401,第一开关单元401与电源输入端100、电源输出端200和启动模块300电连接,用于控制电源输入端100和电源输出端200的电连接通断;

第一转换单元402,第一转换单元402与第一开关单元401和模块电连接,用于接收检测模块500输入的第一控制信号,根据第一控制信号输出第二控制信号至第一开关单元401,控制第一开关单元401的通断。

在本申请的一个实施例中,第一开关单元401包括一个第二开关管或多个并联电连接的第二开关管,如图1所示,第一开关单元401可以是一个第二开关管Q2,为了对第二开关管Q2分摊发热功率,也可以是多个相互并联电连接的第二开关管,即第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6。

第二开关管包括N沟道的金氧半场效晶体管和P沟道的金氧半场效晶体管。示例性的,第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6可以都是N沟道的MOS管,也可以都是P沟道的MOS管,这里不做限定。

在本实施例中,如图1所示,第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6均为N沟道的MOS管,其中,第二开关管Q2的漏极、第二开关管Q3的漏极、第二开关管Q4的漏极以及第二开关管Q6的漏极共同并联电连接后电连接于电源输入端100,且并联于启动模块300与电源输入端100的连接点处,第二开关管Q2的源极、第二开关管Q3的源极、第二开关管Q4的源极以及第二开关管Q6的源极共同并联电连接后电连接于电源输出端200,且并联于启动模块300与电源输出端200的连接点处,第二开关管Q2的栅极、第二开关管Q3的栅极、第二开关管Q4的栅极以及第二开关管Q6的栅极共同并联电连接后电连接于第一转换单元402。

通过第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6控制电源输入端100和电源输出端200的通断,从而在电源输入端100输入的是浪涌电压时,通过第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6控制电源输入端100和电源输出端200之间断开,抑制浪涌电压输出至电源输出端200,进而保护电源输出端200电连接的其他部件。

当第二开关管为N沟道的金氧半场效晶体管时,对应的信号第一转换单元402具体为:

如图1所示,第一转换单元402包括电阻R5、电阻R7、电阻R9、三极管Q7以及三极管Q10,其中,三极管Q7可以是PNP型的三极管,也设置为型号为P沟道的MOS管,三极管Q10可以是NPN型的三极管,也可以设置为型号为N沟道的MOS管,这里不做限定。

在本实施例中,三极管Q7采用的是PNP型的三极管,三极管Q10采用的是NPN型的三极管,电阻R5的一端与电阻R9的一端电连接,电阻R9的另一端与三极管Q10的集电极电连接,三极管Q10的发射极接地,三极管Q10的基极与检测模块500的输出端电连接,电阻R5的另一端电连接于三极管Q7的发射极,三极管Q7的基极电连接于电阻R5与电阻R9的电连接点处,三极管Q7的集电极与电阻R7的一端电连接,电阻R7的另一端电连接于第一开关单元401。

通过三极管Q10的基极接收检测模块500输入的第一控制信号,第一控制信号控制三极管Q10导通,三极管Q10导通后,此时三极管Q10的集电极电压被拉低,由于电阻R5和电阻R9的分压作用,使得三极管Q7导通,进而输出第二控制信号至第一开关单元401,从而控制第一开关单元401的导通,当三极管Q10的基极接收检测模块500输入的第一控制信号不满足三极管Q10的导通条件时,对应的则三极管Q7和第一开关单元401均关断。

为了增强第一开关单元401驱动信号,可以在开关模块400中加入推挽单元403,通过推挽单元403控制第一开关单元401的通断,同时可以加快第一开关单元401中各个第二开关管的导通速度或关断速度。

因此,在本申请的一个实施例中,当第二开关管为N沟道的金氧半场效晶体管时,开关模块400包括:

推挽单元403,电连接于第一开关单元401和第一转换单元402之间,用于放大第一转换单元402输出的第二控制信号。

具体的,推挽单元403包括三极管Q5、三极管Q8和限流电阻R6,在本申请中,三极管Q5为PNP型的三极管,三极管Q8为是NPN型的三极管,在本实施例中,推挽单元403也可以是其他形式的可以起到开关作用的开关管,例如MOS管或者场效应管,这里不做具体限定。

如图1所示,三极管Q5和三极管Q8相互背对电连接,即三极管Q5的基极和三极管Q8的基极电连接,三极管Q5的基极和三极管Q8的基极的电连接点与第二开关管Q2的栅极、第二开关管Q3的栅极、第二开关管Q4的栅极以及第二开关管Q6的栅极共同并联电连接点电连接,三极管Q5的发射极和三极管Q8的发射极电连接,三极管Q5的集电极与三极管Q7的发射极电连接,三极管Q8的集电极与电阻R7的自由端电连接。

限流电阻R6的一端电连接于三极管Q5的基极和三极管Q8的基极的电连接点处,限流电阻R6的另一端电连接于三极管Q7的集电极与电阻R7的电连接点处。

通过三极管Q5和三极管Q8构成推挽单元403,来放大第一转换单元402输出的第二控制信号,可以加快开关单元的导通或关断速度。

在本申请的一个实施例中,当第二开关管为N沟道的金氧半场效晶体管时,根据N沟道的MOS管的特性,需要推挽单元403输出高电平,才能使第一开关单元401中的第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6导通,又由于电源输入端100输入的电源电压稳定性较差,无法满足推挽单元403和第一转换单元402的稳定供电,会导致第一开关单元401中的第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6工作不稳定,因此,当第一开关单元401中的第二开关管Q2、第二开关管Q3、第二开关管Q4、第二开关管Q6可以都是N沟道的MOS管时,需要加入偏置供电模块600,通过该偏置供电模块600对第一转换单元402和推挽单元403进行供电。

因此,本申请中的热插拔电路还包括偏置供电模块600,偏置供电模块600与开关模块400电连接,用于对第一转换单元402和推挽单元403进行供电。

如图2所示,偏置供电模块600包括依次电连接的限流保护单元601、防浪涌缓启动保护单元602、第二推挽单元603、整流滤波单元604。

具体的,限流保护单元601包括电阻R15和TVS管D9,电阻R15的一端与供电设备的电源输出端口电连接,另一端通过TVS管D9接地。通过电阻R15对供电设备输入的电源进行限流,通过TVS管D9抑制输入的瞬时高电压,从而保护偏置供电模块600中的元器件。

偏置供电模块600还包括限流电阻R16,限流电阻R16两端分别与整流滤波单元604和偏置供电模块600的输出端电连接。

防浪涌缓启动保护单元602包括电阻R20、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电容C14、电容C15、三极管Q14、三极管Q15。

三极管Q14的集电极通过电阻R20电连接于电阻R15与TVS管D9的电连接点处,三极管Q14的发射极接地,三极管Q14的基极通过电容C14与三极管Q15的集电极电连接,电阻R18的两端分别电连接于三极管Q14的集电极和基极之间。

三极管Q15的集电极通过电阻R21电连接于电阻R15与TVS管D9的电连接点处,三极管Q15的发射极接地,三极管Q15的基极通过电容C15与三极管Q14的集电极电连接,电阻R19的两端分别电连接于三极管Q15的集电极和基极之间。

在本实施例中,当偏置供电模块600接入电源后,电阻R20和电阻R21的两端具有一定的电压值,通过电阻R20对电容C15进行充电,通过电阻R21对电容C14进行充电,偏置供电模块600接入的电源电压跌落后,电容C14和电容C15开始放电,当电容C14和电容C15放电一段时间后,分别使电阻R18两端的电压达到三极管Q14的导通电压、电阻R19两端的电压达到三极管Q15的导通电压时,三极管Q14和三极管Q15均导通,从而引导电容C14和电容C15中的电压拉低到地,保护偏置供电模块600后端的器件,如果偏置供电模块600接入电源后具有瞬时高压的浪涌电压时,通过上述方式可以快速浪涌电压输入到地,保护后端电路。

第二推挽单元603包括三极管Q13、三极管Q12、限流电阻R17和电容C12,三极管Q13和三极管Q12相互背对电连接,三极管Q13的基极和三极管Q12的基极电连接,三极管Q13的发射极和三极管Q12的发射极电连接,三极管Q13的集电极与三极管Q7的发射极电连接,限流电阻R17的一端电连接于三极管Q13的基极和三极管Q12的基极的电连接点处,限流电阻R17的另一端电连接于电阻R21与三极管Q15的集电极的电连接点处,电容C12的一端电连接于三极管Q13的发射极和三极管Q12的发射极的电连接点处,电容C12的一端电连接于二极管D7(参照下文)的负极。通过该三极管Q13和三极管Q12的互补推挽放大作用,电容C12起到辅助推挽放大的作用,增强了偏置供电模块600的输出功率,提高输出电流瞬间响应速度和电压输出特性。在本实施例中,第二推挽单元603也可以是其他形式的可以起到开关作用的开关管,这里不做具体限定。

整流滤波单元604包括二极管D7、二极管D6、电容C13、电容C10、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9。如图2所示,电容C13的一端和电容C10的一端均电连接于电阻R15与TVS管D9的电连接点处,电容C13的另一端和电容C10的另一端均接地,二极管D7和二极管D6依次串联,二极管D7的正极电连接于三极管Q12的集电极,二极管D7的负极与二极管D6的正极电连接,电容C12的一端电连接于二极管D7的负极与二极管D6的正极的电连接点处,电容C6、电容C7、电容C8、电容C9相互并联后的其中一端与二极管D6的负极电连接,电容C6、电容C7、电容C8、电容C9相互并联后的另一端接地。

在本申请的一个实施例中,由于第二开关管也可以采用P沟道的金氧半场效晶体管,当第二开关管为P沟道的金氧半场效晶体管时,根据P沟道的MOS管的特性,无需推挽单元403输出高电平来保证第二开关单元404导通,因此,对应的,第二开关管都是P沟道的MOS管与第二开关管都是N沟道的MOS管的区别在于,开关模块400中不包括推挽单元403,也不包括用于给推挽单元403和第一转换单元402进行供电的偏置电源电路。

因此,在本实施例中,提出了可以适用于热插拔电路中的第二种开关模块400,开关模块400包括:

第二开关单元404,第二开关单元404与电源输入端100、电源输出端200和启动模块300电连接,用于控制电源输入端100和电源输出端200的电连接通断;

第二转换单元405,第二转换单元405与第二开关单元404和模块电连接,用于接收检测模块500输入的第一控制信号,根据第一控制信号输出第三控制信号至第二开关单元404,控制第二开关单元404的通断。

在本实施例中,第二开关单元404包括一个第三开关管或多个并联电连接的第三开关管,第三开关管采用的是P沟道的金氧半场效晶体管,如图3所示,即第二开关单元404中的第三开关管Q16、第三开关管Q17、第三开关管Q18、第三开关管Q19和第三开关管Q20均为P沟道的MOS管。

第三开关管Q16的源极、第三开关管Q17的源极、第三开关管Q18的源极、第三开关管Q19的源极和第三开关管Q20的源极共同并联电连接后电连接于电源输入端100,且并联于启动模块300与电源输入端100的连接点处,第三开关管Q16的漏极、第三开关管Q17的漏极、第三开关管Q18的漏极、第三开关管Q19的漏极以及第三开关管Q20的漏极共同并联电连接后电连接于电源输出端200,且并联于启动模块300与电源输出端200的连接点处,第三开关管Q16的栅极、第三开关管Q17的栅极、第三开关管Q18的栅极、第三开关管Q19的栅极以及第三开关管Q20的栅极共同并联电连接后电连接于第二转换单元405。通过第三开关管Q16、第三开关管Q17、第三开关管Q18、第三开关管Q19以及第三开关管Q20控制电源输入端100和电源输出端200的通断,从而在电源输入端100输入的是瞬时高电压时,抑制瞬时高电压输出至电源输出端200。

在本实施例中,第二转换单元405具体为,如图3所示,第二转换单元405包括三极管 Q20、电阻R22、电阻R23、稳压管D10、电容C16,三极管Q21的集电极通过电阻R22和电阻R23电连接于电源输入端100,三极管Q21的发射极接地,三极管Q21的基极电连接于检测模块500的输出端,第二开关单元404中的第三开关管Q16的栅极、第三开关管Q17的栅极、第三开关管Q18的栅极第三开关管Q19的栅极以及第三开关管Q20的栅极共同并联电连接后电连接于三极管Q21的集电极与电阻R23的电连接点处。电容C16的一端与电源输入端100电连接,电容C16的另一端电连接于三极管Q21的集电极与电阻R23的电连接点处,稳压管D10的负极与电源输入端100电连接,稳压管D10的正极电连接于三极管Q21的集电极与电阻R23的电连接点处。

通过三极管Q21的基极接收检测模块500输入的第一控制信号,第一控制信号控制三极管Q21导通,三极管Q21导通后,此三极管Q21的集电极电压被拉低,由于电阻R22和电阻R22的分压作用,在第三开关管Q16的栅极、第三开关管Q17的栅极、第三开关管Q18的栅极以及第三开关管Q19的栅极生成第三控制信号,从而控制第二开关单元404的导通,当三极管Q21的基极接收检测模块500输入的第一控制信号不满足三极管Q21的导通条件时,对应的第二开关单元404也关断。

在本申请的一个实施例中,检测模块500包括:

检测单元501,与启动模块300和开关模块400电连接,用于根据恒流信号输出第一控制信号和第三控制信号,第一控制信号用于控制开关模块400的通断。具体的,如图1和图3所示,检测单元501包括依次电连接的分压电阻R4、分压电阻R11和分压电阻R13,分压电阻R4的另一端电连接于启动模块300与电源输出端200的电连接点处,三极管Q10(或者三极管Q21)的基极电连接于分压电阻R11和分压电阻R13的电连接节点处。通过分压电阻R4与启动模块300和电源输出端200的电连接点处检测启动模块300输出的恒流信号,分压电阻R11和分压电阻R13之间分压形成第一控制信号,分压电阻R4、分压电阻R11之间分压形成第三控制信号,通过第一控制信号控制三极管Q10的通断,从而实现控制开关模块400的通断,在本实施例中,检测模块500中预设的第一控制信号的电压值范围即为三极管Q10的开启电压,当第一控制信号的电压值达到三极管Q10的开启电压时,则三极管Q10导通。

应用过程中,当启动模块300接收电源输入端100输入的电源信号,启动模块300输出预设电流值的恒流信号,对电源输出端200进行充电时,分压电阻R4的两端、分压电阻R11的两端和分压电阻R13的两端均施加有一定值的电压,当分压电阻R11和分压电阻R13的电连接节点的电压满足三极管Q10(或者三极管Q21)的导通条件时,三极管Q10(或者三极管Q21)则导通,开关模块400则导通,电源输出端200接收电源信号;相反,当输入端输入的电源信号为浪涌电压或者电源输出端200出现短路,导致分压电阻R11和分压电阻R13的电连接节点的电压无法满足三极管Q10(或者三极管Q21)的导通条件时,对应的三极管Q10(或者三极管Q21)则关断,电源输出端200则无法接收电源信号。

在本申请的一个实施例中,当电源输出端200短路后,又重新恢复,或者电源输入端100出现电压抖动,示例性的,电源输入端100出现接触或者拔插不良的情况,会导致开关模块400的导通/断开过于频繁,使热插拔电路中出现较大浪涌,容易损坏热插拔电路中元器件。为了解决上述电压抖动的问题,本实施例中提出防抖动延时单元502,即检测模块500还包括:

防抖动延时单元502,与检测单元501电连接,用于检测第三控制信号的电压值,并根据第三控制信号的电压值和预设的延时启动电压值,控制检测单元501的通断。

在本申请的一个实施例中,防抖动延时单元502包括:

控制部503,控制部503用于根据第三控制信号的电压值和预设的延时启动电压值,控制检测单元501的通断;

延时部504,延时部504用于控制检测单元501延时启动。

具体的,延时部504包括电容C5、二极管D4,控制部503包括电容C3、电阻R10、电阻R8、电阻R12、电阻R14、三极管Q9、三极管Q11,其中三极管Q9为PNP型三极管,三极管Q11为NPN型三极管。

如图1和图3所示,电容C3的一端电连接于电阻R4与电阻R11的电连接点处,电容C3的另一端接地,二极管D4的正极与电容C3电连接,二极管D4的负极与三极管Q9的发射极电连接,电容C5的一端电连接于二极管D4的负极与三极管Q9的发射极的电连接点处,电容C5的另一端接地,三极管Q9的集电极与电阻R12的一端电连接,三极管Q9的基极通过电阻R8与二极管D4的正极电连接,电阻R12的另一端通过电阻R14接地,三极管Q11的基极电连接于电阻R12与电阻R14的电连接点处,三极管Q11的集电极通过电阻R10与二极管D4的正极电连接,三极管Q11的发射极接地。

在本实施例中,第三控制信号为分压电阻R4进和分压电阻R11之间形成的分压信号,预设的延时启动电压值为三极管Q9的开启电压的电压值。

应用过程中,在未出现电压抖动时,电源输出端200充电过程时,通过分压电阻R4和二极管D4给电容C5充电,使分压电阻R4、分压电阻R11和分压电阻R13分压所形成的第一控制信号满足三极管Q10(或者三极管Q21)的开启电压,当电容C5充电充到满足三极管Q10(或者三极管Q21)的开启电压时,对应地维持开关模块400导通。

当电路出现抖动时,即电源输出端200的电压出现跌落时,分压电阻R4进和分压电阻R11之间形成的形成第三控制信号的分压值也相应比例往下掉,同时三极管Q9的基极的电压也同步下降,但此时延时部504中的电容C5的电压保持不变,且二极管D4阻断三极管Q9的发射极的电流回流,因此三极管Q9处于关断状态,当三极管Q9基极电压下降到预设的启动电压值时,即三极管Q9基极电压下降到三极管Q9的导通电压时,此时三极管Q9导通,电阻R12和电阻R14分压,使得三极管Q11导通,把电阻R4的分压点拉低到地,从而控制整个检测模块500锁定,使得检测单元501关断,延时一段时间后,直到延时部中的电容C5的放电到使延时启动电压值不满足三极管Q9的导通电压时,三极管Q9关断,同时使得三极管Q11无法导通,即释放锁定。从而在电路中出现电压抖动时,控制检测模块500和开关模块400断开,避免瞬时高压对整个电路的损害,更好地保护与电源输出端200连接的驱动板或外设,使电路更安全。

在本申请的一个实施例中,本申请提供一种控制装置,装置包括热插拔电路,热插拔电路采用的是的一种热插拔电路。

在本申请的一个实施例中,本申请还提供一种设备,设备包括如的一种热插拔电路或者如的控制装置。

在本实施例中,如图4所示,设备可以是照明设备800,照明设备800具有输入端口801,该输入端口801用于与控制设备900电连接,以通过控制设备900来控制或者驱动或者供电给照明设备800,上述的热插拔电路802可以设置在照明设备800内,且位于输入端口801和光源驱动板803之间。

在本实施例中,设备还可以是控制设备900,控制设备900具有输入端口901和输出端口902,该输入端口901用于接收外部电源输入,输出端口902用于与照明设备800电连接,以通过控制设备900来控制或者驱动或者供电给照明设备800,上述的热插拔电路可以设置在控制设备900内,位于输入端口901。

以上对本申请实施例所提供的一种热插拔电路、控制装置及设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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