[实用新型]热插上电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热插上电系统，尤其是一种模块化设备中的热插上电系统。

背景技术

模块化是指把性能不同但功能或用途上拥有一定共同点的设备的接口、尺寸标准化，这些设备就称之为模块。用于模块放置和固定的插槽、用于实现模块之间互联互通的连接件等，组成了模块化机箱，模块化机箱以及在机箱中的模块组合而成的设备，称之为模块化设备。

模块化机箱，最主要的几个功能分别是：模块的供电、放置、固定和模块之间的互联互通。模块化机箱中一般会包含一块用于实现模块之间的互联互通和模块供电的背板，背板是一块印制电路板，通过一些连接件和模块进行连接，我们称这些连接件为接插件，接插件分为信号和控制接插件和电源接插件，电源接插件实现模块与电源的连接，一般管脚数目较小，可以承受较大电流。背板和模块之间一般都通过多个接插件进行连接，而且通过背板上的连接线，可以实现按照一定的规则将各接插件管脚进行互连，从而实现模块之间的互联互通。接插件一般分为两部分，即常说的公头M和母头F，公头M和母头F一般都是配套使用的，由于外形和结构的关系，模块上大多使用公头，而背板上大多使用母头，接插件上还有很多的管脚，这些管脚就是模块和背板之间信息交互的载体，每个管脚都会有相应的信号定义，公头M和母头F上的对应管脚的信号定义一般是一致的。

以一种模块化设备--模块化交换机为例，其内的模块一般分为管理模块和业务模块，管理模块是整个模块化交换机的核心，系统工作的时候必须存在至少一块管理模块；业务模块实现用户需要的某些业务功能，其工作和配置等需要接受管理模块的管理和支配，业务模块可以随时插拔。作为一种基础通信设施，为了保证模块化交换机不间断工作，在插入和拔出业务模块的时候，都不能断电，而且不能影响其他模块的正常工作，这就是说模块和模块化机箱的设计都需要支持热插拔。简单的讲，热插拔就是在设备通电工作的情况下插拔模块，实现热插拔需要特殊的电路支持。

图1给出了现有热插上电系统的结构示意图，包括背板，热插拔控制电路，耗电器件，整个虚线框内表示一个热插拔的业务模块。由图可见，该热插拔控制电路至少包括3个重要引脚：接收背板电源信号的引脚Vin，将电源信号输出给耗电器件的引脚Vout，和使能信号引脚EN；使能信号用于控制模块是否上电，通常是高电平有效，即使能为高电平时，引脚Vout将引脚Vin接收的电源的电压输出给耗电器件，进而使该热插拔模块上电；而当使能信号处于低电平时，引脚Vout不会输出电压给该热插拔模块的耗电器件，从而不会使该热插拔模块上电；因此使能信号引脚EN相当于一个控制开关，控制着引脚Vin和引脚Vout之间的接通与关闭。

图1采用的是主动上电的方式。如图所示，引脚Vin和使能信号引脚EN被直接或者间接的连接到一起，只要引脚Vin有输入，使能信号引脚EN接收的使能信号就有效。一旦引脚Vin连接上电源，热插拔控制电路就会给热插拔模块上电，而不受其他任何条件的约束和限制，即只要引脚Vin接触到背板上的电源，业务模块就会无条件上电。

图2为现有业务模块插入过程中倾斜情况的示意图。如图2所示，如果插入用力不均，发生倾斜插入，电源接插件先连接上了，而信号和控制接插件还没有完全连接上；根据前面所描述的主动上电方式的特性，只要引脚Vin有输入，模块将被上电。此时会出现如下问题：

1、增加了接插件上的控制管脚在带电插入情况下损坏的几率：因为背板上的低速数字信号线路或者控制线路上通常不会串接电容，当模块带电插入接触的时候，由于没有能够实现隔离缓冲效果的电容，使得带电模块的管脚直接相连，容易导致管脚的损坏；

2、当业务模块的某些配置引脚需要管理模块提供驱动信号时，由于此时这些配置引脚还没有与背板完全接触，但是业务模块已上电，因此容易导致业务模块配置错误。

3、因为我们无法判断使用者插拔模块的习惯，因此插入的过程不容易控制，如果插入过程中电源连接器引脚Vin没有稳定连接或有抖动发生，将可能导致模块频繁上下电，这甚至可能对其他已经正常工作的模块造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型通过实施例提供一种热插上电系统，用以解决现有技术插入过程中人为因素过重、具有不稳定过渡阶段、容易发生配置错误、和易损坏器件等问题，实现可靠、稳定及安全的热插拔模块。

本实用新型热插上电系统通过一些实施例提供了如下的技术方案：