连接USB扩展卡的热插电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921920975.0 (22)申请日 2019.11.08 (73)专利权人 苏州浪潮智能科技有限公司 地址 215100 江苏省苏州市吴中区吴中经 济开发区郭巷街道官浦路1号9幢 (72)发明人 曹先帅 (74)专利代理机构 济南诚智商标专利事务所有 限公司 37105 代理人 王敏 (51)Int.Cl. G06F 13/40(2006.01) H03K 17/081(2006.01) H03K 17/284(2006.01) H03K 17/687(2006.01)。

2、 (54)实用新型名称 一种连接USB扩展卡的热插电路 (57)摘要 本实用新型公开了一种连接USB扩展卡的热 插电路， 设置于主板上， 电路包括第一开关电路、 第一延时电路、 第一保护电路、 第二开关电路、 第 二延时电路、 第二保护电路； 第一开关电路用于 控制主板12V给USB扩展卡供电， 第一延时电路用 于控制第一开关电路导通， 第一保护电路用于保 护第一延时电路， 第二开关电路用于控制主板 3.3V给USB扩展卡供电， 第二延时电路用于控制 第二开关电路导通， 第二保护电路用于保护第二 延时电路； USB扩展卡上的USB识别信号用于判断 USB扩展卡是否热插到主板上。 本实用新型电路。

3、 可减小热插USB扩展卡时的瞬间大电流和浪涌电 压， 避免电感效应导致的击穿USB扩展卡芯片或 者触发USB扩展卡过流保护的问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 210666757 U 2020.06.02 CN 210666757 U 1.一种连接USB扩展卡的热插电路， 设置于主板上， 其特征在于， 所述电路包括第一开 关电路、 第一延时电路、 第一保护电路、 第二开关电路、 第二延时电路、 第二保护电路， 所述 第一开关电路连接第一延时电路和USB扩展卡， 所述第一延时电路连接第一保护电路， 所述 第二开关电路连接第二延时电路和USB扩展卡， 所述第二延时电路连接第二保护电。

4、路， 所述 第一延时电路和第二延时电路连接主板和USB扩展卡； 所述第一开关电路用于控制主板12V给USB扩展卡供电， 所述第一延时电路用于控制第 一开关电路导通， 所述第一保护电路用于保护第一延时电路， 所述第二开关电路用于控制主板3.3V给USB扩展卡供电， 所述第二延时电路用于控制 第二开关电路导通， 所述第二保护电路用于保护第二延时电路； 所述USB扩展卡上的USB识别信号用于判断USB扩展卡是否热插到主板上。 2.根据权利要求1所述的一种连接USB扩展卡的热插电路， 其特征在于， 所述第一开关 电路包括PMOS管Q1， PMOS管Q1的S极连接主板12V， PMOS管Q1的D极连接U。

5、SB扩展卡， PMOS管Q1 的G极连接所述第一延时电路。 3.根据权利要求1所述的一种连接USB扩展卡的热插电路， 其特征在于， 所述第二开关 电路包括PMOS管Q2， PMOS管Q2的S极连接主板3.3V， PMOS管Q2的D极连接USB扩展卡， PMOS管 Q2的G极连接所述第二延时电路。 4.根据权利要求1所述的一种连接USB扩展卡的热插电路， 其特征在于， 所述第一延时 电路包括电阻R1和电容C1， 电阻R1的一端连接PMOS管Q1的G极和电容C1的一端， 电阻R1的另 一端连接所述第一保护电路， 电容C1的另一端接地； 所述第二延时电路包括电阻R2和电容 C2， 电阻R2的一端连接。

6、PMOS管Q2的G极和电容C2的一端， 电阻R2的另一端连接所述第二保护 电路， 电容C2的另一端接地。 5.根据权利要求1所述的一种连接USB扩展卡的热插电路， 其特征在于， 所述第一保护 电路包括二极管D1， 所述第二保护电路包括二极管D2； 二极管D1的负极连接电阻R1的另一 端， 二极管D1的正极连接USB扩展卡和二极管D2的正极， 二极管D2的负极连接电阻R2的另一 端， 二极管D2的正极连接USB扩展卡。 6.根据权利要求1所述的一种连接USB扩展卡的热插电路， 其特征在于， 所述USB扩展卡 上的USB识别信号接地。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210666757 U 2 。

7、一种连接USB扩展卡的热插电路 技术领域 0001 本实用新型涉及用电安全检测技术领域， 具体涉及一种连接USB扩展卡的热插电 路。 背景技术 0002 在云计算、 大数据时代， 海量的数据需要存储和计算， 数据中心的服务器部署密度 越来越大。 在数据量暴增的时代， 数据时时刻刻都在被分类存储和计算， 这就对数据中心服 务器的长期稳定性和可靠性要求越来越高。 0003 服务器中USB扩展卡是不可或缺的重要部分， 而随着网络要求的提高， 在线更换 USB扩展卡的需求越来越强烈， 需要解决当前USB扩展卡热插容易出现故障的技术难题。 0004 如图1所示， 现有的服务器架构中， USB扩展卡的供电。

8、直接来自于主板， 即在服务器 开机后， 主板PCIE槽位pin针上时刻有12V、 3.3V等其他信号， 其中12V和3.3V为主要供电信 号。 0005 由于USB扩展卡输入端存在电感效应， USB扩展卡金手指接触主板PCIE槽位pin针 瞬间， 会在USB扩展卡上产生较大的浪涌电压和瞬间大电流， 容易造成击穿USB扩展卡芯片 或者触发USB扩展卡过流保护的问题。 实用新型内容 0006 本实用新型实施例中提供了一种连接USB扩展卡的热插电路， 给主板上的12V和 3.3V电路分别增加一组开关电路和延时电路， 使USB扩展卡和主板连接后， 经过设定时间的 延时后， 主板12V和主板3.3V再给。

9、USB扩展卡供电。 本实用新型电路能减小热插USB扩展卡时 的瞬间大电流和浪涌电压， 避免电感效应导致的击穿USB扩展卡芯片或者触发USB扩展卡过 流保护的问题。 0007 本实用新型实施例公开了如下技术方案： 0008 本实用新型提供了一种连接USB扩展卡的热插电路， 设置于主板上， 所述电路包括 第一开关电路、 第一延时电路、 第一保护电路、 第二开关电路、 第二延时电路、 第二保护电 路， 所述第一开关电路连接第一延时电路和USB扩展卡， 所述第一延时电路连接第一保护电 路， 所述第二开关电路连接第二延时电路和USB扩展卡， 所述第二延时电路连接第二保护电 路， 所述第一延时电路和第二延。

10、时电路连接主板和USB扩展卡； 0009 所述第一开关电路用于控制主板12V给USB扩展卡供电， 所述第一延时电路用于控 制第一开关电路导通， 所述第一保护电路用于保护第一延时电路， 0010 所述第二开关电路用于控制主板3.3V给USB扩展卡供电， 所述第二延时电路用于 控制第二开关电路导通， 所述第二保护电路用于保护第二延时电路； 0011 所述USB扩展卡上的USB识别信号用于判断USB扩展卡是否热插到主板上。 0012 进一步地， 所述第一开关电路包括PMOS管Q1， PMOS管Q1的S极连接主板12V， PMOS管 Q1的D极连接USB扩展卡， PMOS管Q1的G极连接所述第一延时电。

11、路。 说明书 1/4 页 3 CN 210666757 U 3 0013 进一步地， 所述第二开关电路包括PMOS管Q2， PMOS管Q2的S极连接主板3.3V， PMOS 管Q2的D极连接USB扩展卡， PMOS管Q2的G极连接所述第二延时电路。 0014 进一步地， 所述第一延时电路包括电阻R1和电容C1， 电阻R1的一端连接PMOS管Q1 的G极和电容C1的一端， 电阻R1的另一端连接所述第一保护电路， 电容C1的另一端接地； 所 述第二延时电路包括电阻R2和电容C2， 电阻R2的一端连接PMOS管Q2的G极和电容C2的一端， 电阻R2的另一端连接所述第二保护电路， 电容C2的另一端接地。

12、。 0015 进一步地， 所述第一保护电路包括二极管D1， 所述第二保护电路包括二极管D2； 二 极管D1的负极连接电阻R1的另一端， 二极管D1的正极连接USB扩展卡和二极管D2的正极， 二 极管D2的负极连接电阻R2的另一端， 二极管D2的正极连接USB扩展卡。 0016 进一步地， 所述USB扩展卡上的USB识别信号接地。 0017 实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果， 而不是实用新型所有的全部效 果， 上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果： 0018 本实用新型提供的连接USB扩展卡的热插电路， 给主板上的12V和3.3V电路分别增 加PMOS管电路和RC延时电路。

13、， 使USB扩展卡和主板连接后， 经过T1时间， 主板12V通过PMOS管 Q1给USB扩展卡供电， 经过T2时间， 主板3.3V通过PMOS管Q2给USB扩展卡供电； 延时电路控制 USB扩展卡接收到主板12V和3.3V的上电先后顺序。 PMOS管电路和RC延时电路极大程度上减 小了热插USB扩展卡时的瞬间大电流和浪涌电压， 从而确保USB扩展卡热插时不会因为主板 与USB扩展卡之间的电感效应， 导致浪涌电压和瞬间电流过大， 造成USB扩展卡故障。 0019 本实用新型提供的连接USB扩展卡的热插电路， 二极管可以防止USB扩展卡和主板 连接后， PMOS管向USB识别信号放电， 保证RC延。

14、时电路按设定的时间延时。 附图说明 0020 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 对于本领域普通技术人 员而言， 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。 0021 图1为现有连接USB扩展卡的热插电路结构框图； 0022 图2为本实用新型实施例所述连接USB扩展卡的热插电路结构框图； 0023 图3为本实用新型实施例所述连接USB扩展卡的热插电路原理图。 具体实施方式 0024 为了能清楚说明本方案的技术特点， 下面通过具体实施方式， 并结合其附图， 对本 实用新型进行。

15、详细阐述。 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型 的不同结构。 为了简化本实用新型的公开， 下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 此 外， 本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。 这种重复是为了简化和清楚的 目的， 其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。 应当注意， 在附图中所图示 的部件不一定按比例绘制。 本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免 不必要地限制本实用新型。 0025 如图2所示， 为本实用新型所述的连接USB扩展卡的热插电路结构框图， 电路设置 于主板上， 电路包括第一开关电路、 第一延时电路、 第一保护电路、 第二。

16、开关电路、 第二延时 说明书 2/4 页 4 CN 210666757 U 4 电路、 第二保护电路， 第一开关电路连接第一延时电路和USB扩展卡， 第一延时电路连接第 一保护电路， 第二开关电路连接第二延时电路和USB扩展卡， 第二延时电路连接第二保护电 路， 第一延时电路和第二延时电路连接主板和USB扩展卡。 0026 如图3所示， 为本实用新型所述的连接USB扩展卡的热插电路原理图， 第一开关电 路用于控制主板12V给USB扩展卡供电， 第一延时电路用于控制第一开关电路导通， 第一保 护电路用于保护第一延时电路； 第二开关电路用于控制主板3.3V给USB扩展卡供电， 第二延 时电路用于控。

17、制第二开关电路导通， 第二保护电路用于保护第二延时电路； USB扩展卡上的 USB识别信号用于判断USB扩展卡是否热插到主板上。 0027 第一开关电路包括PMOS管Q1， PMOS管Q1的S极连接主板12V， PMOS管Q1的D极连接 USB扩展卡， PMOS管Q1的G极连接第一延时电路。 0028 第二开关电路包括PMOS管Q2， PMOS管Q2的S极连接主板3.3V， PMOS管Q2的D极连接 USB扩展卡， PMOS管Q2的G极连接第二延时电路。 0029 PMOS管Q1和Q2型号为FNK0113P， PMOS管导通电流13A， 导通电压VGS(th)为-1.9V (最小-1V， 最大。

18、-3V)， 其他符合此要求的PMOS管也可选用。 0030 第一延时电路包括电阻R1和电容C1， 电阻R1的一端连接PMOS管Q1的G极和电容C1 的一端， 电阻R1的另一端连接第一保护电路， 电容C1的另一端接地； 第二延时电路包括电阻 R2和电容C2， 电阻R2的一端连接PMOS管Q2的G极和电容C2的一端， 电阻R2的另一端连接第二 保护电路， 电容C2的另一端接地。 0031 本实用新型中电容选择MLCC， 电阻选用贴片电阻， RC延时传递时间电阻阻值*电 容容值。 根据实际应用， RC的延时时间取值可灵活调整， 本电路通常要求12V先导通， 3.3V后 导通。 例如本电路中延时设定为。

19、： R150Kohm， C10.1uF， Q1的延时启动导通时间T1 50000*0.00000010.005s； R2100Kohm， C20.1uF， Q2的延时启动导通时间T2100000* 0.00000010.01s。 0032 第一保护电路包括二极管D1， 第二保护电路包括二极管D2； 二极管D1的负极连接 电阻R1的另一端， 二极管D1的正极连接USB扩展卡和二极管D2的正极， 二极管D2的负极连接 电阻R2的另一端， 二极管D2的正极连接USB扩展卡。 0033 二极管型号为BAT54C， 二极管D1和D2防止USB扩展卡和主板连接后， PMOS管向USB 识别信号放电， 保证。

20、RC延时电路按设定的时间延时。 0034 本实用新型电路工作原理如下： 0035 主板上USB识别信号端口默认设置为高电平， USB扩展卡上的USB识别信号接地； 0036 当USB扩展卡和主板未连接时， USB识别信号的高电平通过二极管D1和D2， 使得 PMOS管Q1和Q2的G极保持高电平， PMOS管Q1和Q2的S极也为高电平， PMOS管Q1和Q2都截止， 主 板12V和3.3V不输出到USB扩展卡上； 0037 当USB扩展卡和主板连接后， USB识别信号接地变为低电平， PMOS管Q1和Q2上的G极 电压通过电容放电， T1时间后， PMOS管Q1的Vgs达到导通条件， 主板12V。

21、通过PMOS管Q1给USB 扩展卡供电， T2时间后， PMOS管Q2的Vgs达到导通条件， 主板3.3V通过PMOS管Q2给USB扩展卡 供电。 0038 以上所述只是本实用新型的优选实施方式， 对于本技术领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本实用新型原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也被 说明书 3/4 页 5 CN 210666757 U 5 视为本实用新型的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 210666757 U 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 210666757 U 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 210666757 U 8 。