專利名稱：可插拔模件的帶電插拔控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化儀器儀表領(lǐng)域，特別是涉及可插拔模件的帶電插拔控制電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的可插拔模件帶電插拔控制芯片通?？梢詫?shí)現(xiàn)上電、掉電的時(shí)序控制，也能控制上電斜率，但現(xiàn)有的芯片價(jià)格昂貴，外圍電路復(fù)雜，功能少。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有帶電插拔控制芯片的不足，本實(shí)用新型提供的一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，該芯片不僅能實(shí)現(xiàn)DCS(集散控制系統(tǒng))模件的帶電插拔控制，還能為DCS系統(tǒng)中冗余模件提供一種無擾動(dòng)的切換方式，同時(shí)成本低，容易被使用者接受。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，其特點(diǎn)是，包括一主電源斜率控制器、至少一組輔助電源控制器、以及一輔助電源信號(hào)線通斷控制器和一微動(dòng)開關(guān)；所述的每組輔助電源控制器包括一輔助電源斜率控制器和一輔助電源延時(shí)上電控制器；所述的主電源斜率控制器連接在主電源輸入端口和輸出端口之間，各輔助電源斜率控制器連接在各輔助電源輸入端口和輸出端口之間；主電源斜率控制器的輸出與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器的輸入端連接；每組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器的輸出與該組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器連接；所述的信號(hào)線通斷控制器的輸入端與微動(dòng)開關(guān)連接，其輸出端分別與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)控制器連接。
上述可插拔模件的帶電插拔控制電路，其中，所述的每組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器和輔助電源延時(shí)控制器對(duì)應(yīng)同一個(gè)輔助電源。
上述可插拔模件的帶電插拔控制電路，其中，所述的斜率控制器由限流三極管和并連在該限流三極管發(fā)射極的兩個(gè)肖特基二極管構(gòu)成。
上述可插拔模件的帶電插拔控制電路，其中，所述的延時(shí)上電控制器、信號(hào)線通斷控制器由阻容電路及與其連接的使用較高門限電壓的N溝道加強(qiáng)型MOS管構(gòu)成。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，對(duì)斜率控制器、信號(hào)線通斷控制器、延時(shí)上電控制器使用了分立器件，因此，除可有效的實(shí)現(xiàn)帶電插拔上電順序控制、掉電順序控制和人工無擾動(dòng)冗余切換功能的功能外，還具有制造成本低廉和實(shí)現(xiàn)延時(shí)導(dǎo)通功能的效果，可適用多電源的場(chǎng)合使用。


本實(shí)用新型的具體性能、特征由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步描述。
圖1為本實(shí)用新型可插拔模件的帶電插拔控制電路的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型可插拔模件的帶電插拔控制電路使用在一組輔助電源場(chǎng)合的實(shí)施例原理框圖；圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例中5V斜率控制器電路示意圖；圖4為本實(shí)用新型所實(shí)施例中采用的24V延時(shí)控制器和信號(hào)線通斷控制器電路示意圖；圖5是本發(fā)明在圖2實(shí)施例的場(chǎng)合實(shí)際操作的上電過程。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1。一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，其包括一主電源斜率控制器11、至少一組輔助電源控制器、以及一輔助電源信號(hào)線通斷控制器12和一微動(dòng)開關(guān)13；主電源斜率控制器11連接在主電源輸入端口11a和輸出端口之間11b。各輔助電源斜率控制器連接在各輔助電源輸入端口和輸出端口之間，本實(shí)施例采用兩組輔助電源控制器14、15，各連接在輔助電源(1)的輸入端口14a和輸出端口14b之間、及輔助電源(2)的輸入端口15a和輸出端口15b之間。輔助電源控制器14包括一輔助電源斜率控制器141和一輔助電源延時(shí)上電控制器142，輔助電源控制器15包括一輔助電源斜率控制器151和一輔助電源延時(shí)上電控制器152。主電源斜率控制器11的輸出與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器141、151的輸入端連接；各輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器141、151的輸出分別與該組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器142、152連接；所述的信號(hào)線通斷控制器13的輸入端與微動(dòng)開關(guān)12連接，其輸出端分別與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)控制器141、151連接。本實(shí)用新型所述的的每組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器和輔助電源延時(shí)控制器對(duì)應(yīng)同一個(gè)輔助電源。
請(qǐng)參閱圖2。這是本實(shí)用新型一種采用5V主電源和24V輔助電源的可插拔模件的帶電插拔控制電路的實(shí)施例原理框圖，它包括5V斜率控制器21、24V斜率控制器22、輔助電源及信號(hào)線通斷控制器23、24V延時(shí)上電控制器24、微動(dòng)開關(guān)25。
5V輸入與5V斜率控制器21相連接，模件的5V輸出從5V斜率控制器21引出。5V輸出同時(shí)進(jìn)入24V延時(shí)上電控制器24，24V延時(shí)上電控制器24的輸出控制24V斜率控制器22，微動(dòng)開關(guān)25與24V延時(shí)上電控制器24相連。其中5V斜率控制器21和24V斜率控制器22用于控制5V和24V電源上電的斜率，避免上電時(shí)對(duì)電子元器件過大的沖擊；24V延時(shí)上電控制器24用于確保24V比5V上電慢，同時(shí)用于掉電處理時(shí)先關(guān)斷24V；微動(dòng)開關(guān)25用于24V延時(shí)電路放電，通過輔助電源及信號(hào)線通斷控制器23實(shí)現(xiàn)人工無擾動(dòng)冗余切換功能和掉電啟動(dòng)功能。
模件(例如卡件)帶電插拔是一個(gè)復(fù)雜的暫態(tài)過程。在這一過程中，由于被插拔模件供電電源不穩(wěn)定，按照穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的電路不能正常工作，會(huì)出現(xiàn)一些具有隨機(jī)性的不正?，F(xiàn)象，如插拔模件時(shí)搶權(quán)、輸出出現(xiàn)尖峰、接口電路芯片損壞等。
本實(shí)用新型可確保模件帶電插拔這一暫態(tài)過程得到有效控制，避免上述使模件損壞、搶權(quán)、擾動(dòng)等現(xiàn)象的出現(xiàn)。
通過使用本電路，可以確保①有序的上電過程插卡過程中，按下列順序上電在“地”與“+5V”均可靠接通后，立即以限定的最大允許電流向模件提供“+5V”主電源(無延時(shí))。
“+5V”主電源上電后，延時(shí)0.7s后，以限定最大允許電流向模件提供“+24V”電源(此時(shí)“POWER”燈變亮)。
“+24V”上電后，立即接通“+5V”輔助電源及SBUS保護(hù)MOS管、冗余切換保護(hù)MOS管。
注“+5V”輔助電源用于驅(qū)動(dòng)開出及模入模件接口部分的光耦和PHOTOMOS管，防止在上電過程中閉合與外部相連的開關(guān)及觸點(diǎn)。
上電時(shí)，可以不用按住面板按鈕。
②提供人工無擾動(dòng)冗余切換功能按一下工作卡面板按鈕(小于0.5秒)，即可關(guān)斷SBUS保護(hù)MOS管、冗余切換保護(hù)MOS管(但“+24V”、“+5V”輔助電源不切斷)，實(shí)現(xiàn)冗余切換。(必要時(shí)，還可把該信號(hào)引入模件CPU外中斷，進(jìn)行相關(guān)處理)。
此時(shí)工作卡“WORK”燈滅，讓權(quán)成為備用卡；原備用卡“WORK”燈亮，成為工作卡。
若按備用卡面板按鈕，則不會(huì)發(fā)生冗余切換。
③有序的掉電過程按住面板按鈕(大于0.8秒)，即可實(shí)現(xiàn)下列有序的掉電過程。
首先關(guān)斷SBUS保護(hù)MOS管、冗余切換保護(hù)MOS管；模件冗余時(shí)，若是工作卡，則讓權(quán)成為備用卡(工作燈滅)，若是備用卡，則不會(huì)影響工作卡狀態(tài)。
再關(guān)斷“+24V”電源；“+5V”輔助電源；與外部信號(hào)脫離(此時(shí)“+5V”主電源仍正常供電)；模件“POWER”燈滅，指示可以拔出模件。
拔出模件，斷開“+5V”主電源。
為降低成本，本實(shí)用新型的5V斜率控制器、24V斜率控制器、信號(hào)線通斷控制器、24V延時(shí)上電控制器使用了分立器件構(gòu)成。
請(qǐng)參見圖3，本實(shí)用新型的5V斜率控制器由限流三極管和連接在該三極管發(fā)射極的兩個(gè)肖特基二極管構(gòu)成。通過2個(gè)肖特基二極管實(shí)現(xiàn)2路電源的冗余輸入，通過三極管和基極電阻實(shí)現(xiàn)上電斜率控制和最大電流控制功能。(其它輔助電源的斜率控制器電路與5V電路相似，故不贅述)。
請(qǐng)參見圖4，本實(shí)用新型的所述的24V延時(shí)上電控制器、信號(hào)線通斷控制器由阻容電路及與其連接的使用較高門限電壓的N溝道加強(qiáng)型MOS管G構(gòu)成，與微動(dòng)開關(guān)25連接。通過使用較高門限電壓的N溝道加強(qiáng)型MOS管，實(shí)現(xiàn)信號(hào)線的延時(shí)開啟和立即關(guān)斷功能；通過阻容電路實(shí)現(xiàn)24V的延時(shí)導(dǎo)通，通過微動(dòng)開關(guān)的點(diǎn)按和長按，起到人工無擾動(dòng)冗余切換和關(guān)斷24V及信號(hào)的功能。其中電阻R1、電容C1起24V延時(shí)控制器作用；電阻R3、電容C2、二極管D起24V通斷控制器作用；R4為正反饋電路，當(dāng)24V延時(shí)控制器有輸出后，加速24V電源的建立。圖中的“24V輸出”來自24V斜率控制器所控制的24V輸出，用于形成正反饋。
請(qǐng)參見圖5，圖5表示了本實(shí)用新型在圖2實(shí)施例的場(chǎng)合實(shí)際操作的上電過程。該圖清楚地表示了通過本電路的作用，可以有效的控制上電過程。首先確保5V電源以一定斜率上升，可以避免階躍上升對(duì)系統(tǒng)電路的沖擊。其次，由于選用了門限電壓較高的MOS管，使得僅當(dāng)5V電源上升到一定電壓時(shí)，24V電源才能導(dǎo)通，避免了上電過程中，由于接插件的抖動(dòng)等因素造成的電源時(shí)通時(shí)斷對(duì)電路造成的沖擊。同時(shí)，由于24V斜率控制器的作用，使得24V電源也以一定的斜率上升，避免其上升過快。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、可靠，可使用在不同電源或多電源的場(chǎng)合中，應(yīng)用范圍廣。
權(quán)利要求1.一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，其特征在于，包括一主電源斜率控制器、至少一組輔助電源控制器、以及一輔助電源信號(hào)線通斷控制器和一微動(dòng)開關(guān)；所述的每組輔助電源控制器包括一輔助電源斜率控制器和一輔助電源延時(shí)上電控制器；所述的主電源斜率控制器連接在主電源輸入端口和輸出端口之間，各輔助電源斜率控制器連接在各輔助電源輸入端口和輸出端口之間；主電源斜率控制器的輸出與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器的輸入端連接；每組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)上電控制器的輸出與該組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器連接；所述的信號(hào)線通斷控制器的輸入端與微動(dòng)開關(guān)連接，其輸出端分別與各組輔助電源控制器中的輔助電源延時(shí)控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，其特征在于，所述的每組輔助電源控制器中的輔助電源斜率控制器和輔助電源延時(shí)控制器對(duì)應(yīng)同一個(gè)輔助電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可插拔模件的帶電插拔控制電路，其特征在于，所述的斜率控制器由限流三極管和并連在該限流三極管發(fā)射極的兩個(gè)肖特基二極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可插拔模件的帶電插拔控制電路，其特征在于，所述的延時(shí)上電控制器、信號(hào)線通斷控制器由阻容電路及與其連接的使用較高門限電壓的N溝道加強(qiáng)型MOS管構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可插拔模件的帶電插拔控制電路，其包括一主電源斜率控制器、至少一組輔助電源控制器、以及一輔助電源信號(hào)線通斷控制器和一微動(dòng)開關(guān)；每組輔助電源控制器包括一輔助電源斜率控制器和一輔助電源延時(shí)上電控制器；主電源斜率控制器用于控制主電源上電的斜率，避免上電時(shí)對(duì)電子元器件過大的沖擊，其連接在主電源輸入端口和輸出端口之間；各輔助電源斜率控制器用于控制各輔助電源上電的斜率，避免上電時(shí)對(duì)電子元器件過大的沖擊，分別對(duì)應(yīng)連接在各輔助電源輸入端口和輸出端口之間；各輔助電源延時(shí)上電控制器用于控制輔助電源斜率控制器，確保輔助電源比主電源上電慢，同時(shí)用于掉電處理時(shí)先關(guān)斷輔助電源；微動(dòng)開關(guān)與輔助電源延時(shí)上電控制器相連，用于輔助電源的延時(shí)電路放電，實(shí)現(xiàn)人工無擾動(dòng)冗余切換功能和掉電啟動(dòng)功能。具有制造成本低廉、性能可靠和使用在多電源場(chǎng)合的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K5/00GK2590238SQ02288389
公開日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者金建祥, 鄭洪波, 吳忠 申請(qǐng)人:浙江浙大中控技術(shù)有限公司