[发明专利]电源热插拔控制方法、电路及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源热插拔控制方法、电路及设备，属于电源的热插拔技术领域。

背景技术

随着计算机及通信技术的发展，对电子系统的不间断供电要求越来越严格。进行电源备份是解决该问题的较好办法，快速有效的电源热插拔技术是关键。

电源热插拔技术是指在电源导电的工作状态下，将电源插接到工作系统上或者从工作系统上拔离而不影响工作系统的操作。热插拔冗余电源系统增加了系统的容错程度。如图1所示，电源系统的冗余通常用n+x的方法来描述，这里的n代表在满足系统最大供电要求时所需要的主用电源变换模块的数量，x表示所安装的备用电源变换模块的数量。电源变换模块1～n为主用电源变换模块；电源变换模块n+1～n+x为备用电源变换模块。

电源热插拔时，如果系统存在压差或能量冲突，就会发生打火，会产生很大的电流，造成接触点局部熔化，或在振动中出现拉弧现象使插座发生损坏。现代电子产品的应用形式越来越广泛，热插拔的电源应用越来越多。在电源热插拔过程中，必须保证不能损害电源和系统的元器件，不能出现危害安全的现象，例如打火。要保证电源热插拔前后以及插拔的瞬间，电源和系统能够很好的配合，并保证可靠工作，电源热插拔瞬间的系统压差及能量释放必须进行严格控制，以防电源插拔打火，从而保证电源和系统工作的可靠性。

为了防止电源热插拔瞬间打火，现有技术中存在如下技术方案：

为了实现电子系统电源的备份，目前主要采用的方案有以下两种：

电源热插拔要将高的瞬间电流控制在一个比较低而且合理的水平，目前实现方法有以下几种：

(1)使用正温度系数的热敏电阻(简称：PTC)，是最简单的方法。依靠PTC本身的电流发热改变阻抗，从而降低瞬间电流的幅度。其缺点是反应速度慢，而且长时间使用会影响使用寿命。例如：在专利号为99216547.4，名称为《用于热插拔电子设备的缓冲装置》的专利中，采用电阻加在线路中作为限流，缺点是在电源正常工作时电阻要消耗能量，影响电源效率，并且引入了电路的不可靠因素。

(2)金属氧化物半导体(简称：MOS)管电流检测电阻加上一些简单的电阻电容延迟线路的方法成本低，但防打火的效果较差，因此仅适于低端用途。

(3)采用热插拔芯片，通常该芯片包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻，它除了做基本热插拔之外，还可以提供特殊功能，如控制电流上升速率、做断电器、电源管理以及状态报告等，能够提升系统的工作状态。如图2所示，在供电与负载之间串联一个MOS管Q1和一个电流检测电阻R1，该电流检测电阻R1的目的是将流过MOS管的信号传给控制线路，控制线路再根据电流设定和计时电路来控制MOS管的导通。这种电路可以有效控制冲击电流对系统的危害，提高整机系统的可靠性，但是不能消除冲击电流，因为热插拔芯片只能设计一个固定的阈值，高于这个阈值的冲击可能对系统造成损坏，所以高于阈值的冲击都会导致热插拔控制芯片关闭MOS管。并且这种方案的实现需要采用专用的热插拔控制芯片，电路和控制复杂，使得电路的可靠性有所下降，成本也偏高。

(4)采用设置输入电容、接插件长短针设计来控制热插拔。例如：在专利号为03222273.4，名称为《电源热插拔的装置》的专利中，在输入电源线与输入开关的输出端之间设置有输入电容预充电电路及输入大电容；在控制电路中设置有输入电压比较电路；电源插座中的接插件长度控制各线的接通顺序：最长是输出地线的针、其次是输入电源线和地线的针、再次是输出电源线的针、最短的是电源插到位标志针。这种方法的缺陷是在第一次插拔时不会有问题，在后续的连续插拔中，由于后级电路中电容放电未完，电源再次插入，虽然有长短针的设计，但在快速热插拔中，能够延缓接触的时间很短，因此可能会出现插拔打火现象。

发明内容

本发明提供一种电源热插拔控制方法、电路及设备，用以解决电源热插拔瞬间打火的问题。

本发明一方面提供一种电源热插拔控制方法，其中包括：

当电源变换模块通过接插件与工作系统的电源总线接触时，断开所述电源变换模块与所述电源总线之间的供电通路；

检测所述电源变换模块侧的电压值和所述工作系统侧的电压值；

根据所述电源变换模块侧的电压值和所述工作系统侧的电压值接通所述电源变换模块与所述电源总线之间的供电通路。

本发明另一方面提供一种电源热插拔控制电路，与接插件并联，该接插件用于连接电源变换模块与工作系统的电源总线，其中包括：

第一开关，用于连接所述电源变换模块与所述接插件；