[发明专利]一种适用于大工作电流的热插拔方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及热插拔技术领域，更具体地说，涉及一种适用于大工作电流的热插拔方法及电路。

背景技术

热插拔，即带电插拔，就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出或更换损坏的硬盘、电源或系统中某一单板等部件，从而提高系统对灾难的及时恢复能力和系统的扩展性和灵活性。

当需更换或安装新的硬盘、电源或单板时，无法将整个正在工作的系统完全断电，故需带电插拔硬盘，电源或单板。以带电插拔单板为例，如图1所示，虚线框内表示底板，底板通过连接器Jn+1，引入电源，单板1-n通过连接器J1-Jn插入到底板上，Jn+1引入的电源对底板以及插入底板的各单板同时供电。

在插入前底板已上电，底板或与底板相联的其他单板上的电容都完全充电，在插入时，插入单板上电容快速充电，将产生一较大的瞬时电流，此瞬时电流可能会对插入单板上一些IC器件造成损坏，同时底板与底板上和其他单板上的电容放电，可能会导致底板与其他单板电压下降，长期出现此现象将可能会对插入或拔出的单板本身造成损坏降低其使用寿命，同时也可能导致系统中其他的单板出现异常进而影响整个系统的安全运行。可见为保证系统安全运行，需有专门的热插拔电路去抑制单板热插拔时出现的瞬时大电流。

热插拔电路主要作用就是抑制该瞬时大电流，如图2所示，即为目前广泛使用的热插拔电路方案，该方案为一热插拔集成芯片与其外围的电路构成，Rs为监测电阻，K1为可控的MOSFET开关，首先热插拔电路监测Rs两端的电压，当流过Rs的电流超过热插拔门限电流时，其两端电压也将超过设定值，此时热插拔电路将输出一开关控制信号，该信号断开开关K1，直到流过Rs的电流减小到低于热插拔门限电流，其两端电压低于设定值，热插拔电路释放开关控制信号，K1重新闭合，单板进而正常运行。

但是，现有热插拔电路通过I=U/Rs（U为图2中Rs两端电压值，I为热插拔门限电流）此公式来设定热插拔门限电流，当超过I值时，K1开关被断开。

一般热插拔电路由一集成的IC芯片与其外围电路构成，U值受到IC芯片本身工艺限制大部分取值范围为50～100mV，当电流阈值为1A时，Rs取值范围为50～100mΩ，此范围电阻值较常见，该规格热插拔电路较易实现，但是电路正常工作时的电流超过10A时，为保证电路正常使用，电流阈值应超过10A，此时Rs取值范围将变为5～10mΩ，此范围电阻值价格昂贵，同时PCB板走线本身也具有一定的阻值（为mΩ级），可见要实现此种规格的热插拔电路不仅需昂贵的高精度低阻值电阻还需在PCB布局布线时额外考虑，需保证热插拔电路与Rs之间的走线电阻尽可能小以防止热插拔门限电流偏离设定值。

从上述分析中可看到，使用上述的设计要实现大电流情况下的热插拔功能在成本和PCB工艺上都提出了很高的要求，很多情况下上述的要求都是无法实现的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种适用于大工作电流的热插拔方法及电路，能够实现在大工作电流下安全的对器件进行热插拔。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于大工作电流的热插拔方法，包括：

将器件拆分为关键电路和次要电路；

获取流经器件关键电路的实时电流；

比较所述实时电流与预设值的大小，当所述实时电流大于所述预设值时，生成开关控制信号，关断所述器件关键电路和次要电路；

当所述实时电流小于所述预设值时，释放所述开关控制信号，触发所述器件关键电路和次要电路同步工作。

优选地，所述获取流经器件内部关键电路的实时电流具体为：

通过控制器采集监测电阻两端的电压；

根据所述监测电阻两端的电压获得流经器件关键电路的实时电流。

优选地，所述比较所述实时电流与预设值的大小具体为：

通过所述控制器比较所述实时电流与预设值的大小。

优选地，所述生成开关控制信号，关断所述器件内部关键电路和次要电路具体为：

当所述实时电流大于所述预设值时，所述控制器生成开关控制信号，控制可控开关关断所述器件关键电路和次要电路。

优选地，所述释放所述开关控制信号，触发所述器件关键电路和次要电路同步工作具体为：

当所述实时电流小于所述预设值时，所述控制器释放所述开关控制信号，所述可控开关触发所述器件关键电路和次要电路同步工作。

一种适用于大工作电流的热插拔电路，包括：器件的关键电路、器件的次要电路和控制电路；其中：

所述控制电路分别与所述器件的关键电路和器件的次要电路电连接；