一种热插拔保护电路、插接装置、电子设备的制作方法

1.本发明涉及导电连接领域，特别涉及一种热插拔保护电路、插接装置和电子设备。


背景技术：

2.当今插拔式ops电脑(ops，open pluggable specification，开放式可插拔规范)广泛应用于会议一体机、电子白板、教育一体机等电子设备中。在生产和使用过程中经常会出现插拔ops电脑的现象，生产和使用过程中ops电脑等用电装置的插拔通常称为热插拔，即带电插拔，指的是在不关闭系统电源的情况下，将ops电脑、模块、板卡等用电装置插入或拔出系统。在生产或使用中热插拔时经常会出现烧控制芯片的事情，容易烧坏ops电脑等用电装置的控制芯片、主控板芯片等部件。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种热插拔保护电路，旨在降低用电装置在热插拔时发生损坏的风险。
4.为实现上述目的，本发明提出的热插拔保护电路，包括电源输入端和电源输出端，所述电源输出端用于连接可插拔的用电装置；所述电源输入端与电源输出端之间设有第一连接电路，所述第一连接电路上设有第一开关器件；所述热插拔保护电路还包括第二开关器件，所述第二开关器件的输出端用于接地，所述第二开关器件的输入端上设有第二连接电路和第三连接电路，所述第二连接电路与所述电源输入端连接，所述第三连接电路与所述第一开关器件的受控端连接；所述第二开关器件的受控端用于连接控制电平。
5.可选地，所述热插拔保护电路还包括电平反向电路，所述电平反向电路包括电平输入端和电平输出端，所述电平输入端用于连接控制电平，所述电平输出端与所述第二开关器件的受控端连接，所述电平反向电路用于输出与所述电平输入端的接入电平相反的输出电平。电平方向电路使得控制电平在电平输入端接入后能够经过反向，进一步使热插拔保护电路降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。
6.可选地，所述电平反向电路包括第三开关器件，所述第三开关器件的输入端上设有第四连接电路和第五连接电路，所述第四连接电路与所述第二开关器件的受控端连接，所述电平输出端设置在所述第四连接电路上，所述第五连接电路用于连接电源；所述第三开关器件的输出端用于接地，所述电平输入端包括所述第三开关器件的受控端。第三开关器件能够利用电平输入端的接入电平提供开关控制信息，而通过第五连接电路接入的电源提供新的控制电平，降低了用电装置在进行热插拔时对电平输入端上的连接设备产生损伤的风险，提高了热插拔保护电路的设备友好性。
7.可选地，所述第一开关器件设置为场效应管，和/或所述第二开关器件设置为三极管，和/或所述第三开关器件设置为三极管。
8.可选地，所述第三开关器件的受控端上设有第六连接电路，所述第六连接电路用于连接开关机信号。第六连接电路能够接入开关机信号，通过开关机信号而控制第一开关
器件的导通或截止，提高了热插拔保护电路的兼容性能。
9.可选地，所述第三开关器件的受控端上设有第七连接电路，所述第七连接电路用于连接所述用电装置的插拔信号。第七连接电路能够接入用电装置的插拔信号，通过用电装置的插拔信号而控制第一开关器件的导通或截止，使热插拔保护电路能够更灵活地响应用电装置的插拔信号。
10.本发明还提出一种插接装置，用于连接可插接的用电装置，包括上述热插拔保护电路。
11.本发明还提出一种插接装置，用于连接可插接的用电装置，包括上述热插拔保护电路；还包括控制电路，所述控制电路包括第一输出端，所述第一输出端与所述第六连接电路连接，所述第一输出端用于输出开关机信号，所述开关机信号包括高电平的开机信号和低电平的关机信号。
12.本发明还提出一种插接装置，用于连接可插接的用电装置，包括上述热插拔保护电路；还包括控制电路，所述控制电路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第六连接电路连接，所述第一输出端用于输出开关机信号，所述开关机信号包括高电平的开机信号和低电平的关机信号；所述第二输出端与所述第七连接电路连接，所述第二输出端用于输出所述用电装置的插拔信号，所述用电装置的插拔信号包括高电平和低电平。
13.可选地，所述控制电路包括检测电路，所述检测电路用于检测所述用电装置的插入状态，所述检测电路在检测到所述用电装置插入时向所述第二输出端输出低电平，所述检测电路在检测到所述用电装置在所述用电装置拔出时向所述第二输出端输出高电平。
14.可选地，所述控制电路还包括延时电路，所述延时电路用于在检测到所述用电装置插入时，将所述开机信号延迟预设时间后向所述第二输出端输出。将开机信号延迟预设时间后向第二输出端输出，使用电装置能够在插入动作的预设时间后才接通电源，降低了瞬态电压冲击、静电释放的可能性，降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。
15.本发明还提出一种电子设备，包括上述插接装置，还包括可插拔的用电装置。
16.可选地，所述电子设备包括会议一体机、电子白板、教育一体机中的任意一种，所述用电装置包括ops电脑。
17.本发明的技术方案通过在电源输入端与电源输出端之间的第一连接线路上设置第一开关器件并设置与第一开关器件连接的第二开关器件，第二开关器件能够用于接收使其自身截止的控制电平，使得电源能够通过电源输入端、第二连接电路、第三连接电路直接为第一开关器件提供导通的高电平，降低了用电装置在热插拔时发生静电释放而引发烧控制芯片的可能性；第二开关器件还能够用于接收使其自身导通的控制电平，使得第一开关器件截止，可插拔的用电装置在拔出前断开电源，使热插拔保护电路降低了用电装置在拔出时发生损坏的可能性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明热插拔保护电路一实施例的结构示意图。
20.图2为本发明热插拔保护电路另一实施例的结构示意图。
21.图3为本发明热插拔保护电路又一实施例的结构示意图。
22.图4为本发明插接装置一实施例的结构示意图。
23.图5为本发明插接装置另一实施例的结构示意图。
24.附图标号说明：
25.标号名称标号名称11控制电路111第一输出端112第二输出端113检测电路114延时电路211第一连接电路2111电源输入端2112电源输出端221第二连接电路222第三连接电路231第四连接电路2311电平输出端232第五连接电路233电平输入端2331第六连接电路2332第七连接电路24电平反向电路
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26.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.本发明提出一种热插拔保护电路。
31.参照图1，在本发明热插拔保护电路一实施例中，该热插拔保护电路包括电源输入端2111和电源输出端2112，电源输出端2112用于连接可插拔的用电装置，如ops电脑；电源输入端2111与电源输出端2112之间设有第一连接电路211，第一连接电路211上设有第一开关器件q1，具体而言第一开关器件q1设置为场效应管；热插拔保护电路还包括第二开关器
件q2，在本实施例中第二开关器件q2设置为三极管，第二开关器件q2的输出端用于接地，第二开关器件q2的输入端上设有第二连接电路221和第三连接电路222，即第二连接电路221与第三连接电路222在第二开关器件q2的输入端上形成共接点而连通。第二连接电路221上设有分压的电阻r1，第三连接电路222上设有分压的电阻r2。热插拔保护电路还可设置电容c1，电容c1的两端分别连接至第二连接电路221和第三连接电路222上，电容c1为第二连接电路221和第三连接电路222提供了静电缓冲，降低了热插拔保护电路发生损坏的可能性。第二连接电路221与电源输入端2111连接，第三连接电路222与第一开关器件q1的受控端连接；第二开关器件q2的受控端用于连接控制电平。通过在电源输入端2111与电源输出端2112之间的第一连接线路211上设置第一开关器件q1并设置与第一开关器件q1连接的第二开关器件q2，第二开关器件q2能够用于接收使其自身截止的控制电平，在本实施例中为低电平，使得电源 dc＿in能够通过电源输入端2111、第二连接电路221、第三连接电路222直接为第一开关器件q1提供导通的高电平，降低了用电装置在热插拔时发生静电释放而引发烧控制芯片的可能性；第二开关器件q2还能够用于接收使其自身导通的控制电平，在本实施例中为高电平，使得第一开关器件q1截止，可插拔的用电装置在拔出前断开电源 dc＿in，即用电装置的电源输入 vin为零，使热插拔保护电路降低了用电装置在拔出时发生损坏的可能性。
32.进一步作为可选的实施方式，热插拔保护电路还包括电平反向电路24，电平反向电路24包括电平输入端233和电平输出端2311，电平输入端233用于连接控制电平，电平输出端2311与第二开关器件q2的受控端连接，电平反向电路24用于输出与电平输入端233的接入电平相反的输出电平。电平反向电路24包括第三开关器件q3，在本实施例中第三开关器件q3设置为三极管。第三开关器件q3的输入端上设有第四连接电路231和第五连接电路232,第五连接电路232上设有分压的电阻r4，第四连接电路231与第二开关器件q2的受控端连接，电平输出端2311设置在第四连接电路231上，第五连接电路232用于连接电源，该电源在本实施例中设置为 5v的电源；第三开关器件q3的输出端用于接地，电平输入端233包括第三开关器件q3的受控端，第三开关器件q3的受控端上设有第六连接电路2331，第六连接电路2331上设置有分压的电阻r3，第六连接电路2331用于连接开关机信号，该开关机信号可由相关的控制主板发出，如教育一体机的安卓主板。电平方向电路24使得控制电平在电平输入端233接入后能够经过反向，进一步使热插拔保护电路降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。第三开关器件q3能够利用电平输入端233的接入电平提供开关控制信息，而通过第五连接电路232接入的 5v电源提供新的控制电平，降低了用电装置在进行热插拔时对电平输入端233上的连接设备产生损伤的风险，提高了热插拔保护电路的设备友好性。第六连接电路2331能够接入开关机信号，通过开关机信号而控制第一开关器件q1的导通或截止，提高了热插拔保护电路的兼容性能。
33.参照图2，在本发明另一实施例中，该热插拔保护电路包括电源输入端2111和电源输出端2112，电源输出端2112用于连接可插拔的用电装置，如ops电脑；电源输入端2111与电源输出端2112之间设有第一连接电路211，第一连接电路211上设有第一开关器件q1，具体而言第一开关器件q1设置为场效应管；热插拔保护电路还包括第二开关器件q2，在本实施例中第二开关器件q2设置为三极管，第二开关器件q2的输出端用于接地，第二开关器件q2的输入端上设有第二连接电路221和第三连接电路222，即第二连接电路221与第三连接
电路222在第二开关器件q2的输入端上形成共接点而连通。第二连接电路221上设有分压的电阻r1，第三连接电路222上设有分压的电阻r2。热插拔保护电路还可设置电容c1，电容c1的两端分别连接至第二连接电路221和第三连接电路222上，电容c1为第二连接电路221和第三连接电路222提供了静电缓冲，降低了热插拔保护电路发生损坏的可能性。第二连接电路221与电源输入端2111连接，第三连接电路222与第一开关器件q1的受控端连接；第二开关器件q2的受控端用于连接控制电平。通过在电源输入端2111与电源输出端2112之间的第一连接线路211上设置第一开关器件q1并设置与第一开关器件q1连接的第二开关器件q2，第二开关器件q2能够用于接收使其自身截止的控制电平，在本实施例中为低电平，使得电源 dc＿in能够通过电源输入端2111、第二连接电路221、第三连接电路222直接为第一开关器件q1提供导通的高电平，降低了用电装置在热插拔时发生静电释放而引发烧控制芯片的可能性；第二开关器件q2还能够用于接收使其自身导通的控制电平，在本实施例中为高电平，使得第一开关器件q1截止，可插拔的用电装置在拔出前断开电源 dc＿in，即用电装置的电源输入 vin为零，使热插拔保护电路降低了用电装置在拔出时发生损坏的可能性。
34.热插拔保护电路还包括电平反向电路24，电平反向电路24包括电平输入端233和电平输出端2311，电平输入端233用于连接控制电平，电平输出端2311与第二开关器件q2的受控端连接，电平反向电路24用于输出与电平输入端233的接入电平相反的输出电平。电平反向电路24包括第三开关器件q3，在本实施例中第三开关器件q3设置为三极管。第三开关器件q3的输入端上设有第四连接电路231和第五连接电路232,第五连接电路232上设有分压的电阻r4，第四连接电路231与第二开关器件q2的受控端连接，电平输出端2311设置在第四连接电路231上，第五连接电路232用于连接电源，该电源在本实施例中设置为 5v的电源；第三开关器件q3的输出端用于接地，电平输入端233包括第三开关器件q3的受控端，第三开关器件的受控端上设有第七连接电路2332，第七连接电路2332上设有分压的电阻r5，第七连接电路2332用于连接用电装置的插拔信号。该用电装置的插拔信号可由相关的控制主板发出，如教育一体机的安卓主板。具体而言，控制主板检测到用电装置插入或拔出时，向第七连接电路2332发出用电装置的插拔信号。电平方向电路24使得控制电平在电平输入端233接入后能够经过反向，进一步使热插拔保护电路降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。第三开关器件q3能够利用电平输入端233的接入电平提供开关控制信息，而通过第五连接电路232接入的 5v电源提供新的控制电平，降低了用电装置在进行热插拔时对电平输入端233上的连接设备产生损伤的风险，提高了热插拔保护电路的设备友好性。第七连接电路2332能够接入用电装置的插拔信号，通过用电装置的插拔信号而控制第一开关器件q1的导通或截止，使热插拔保护电路能够更灵活地响应用电装置的插拔信号。
35.参照图3，在本发明又一实施例中，该热插拔保护电路包括电源输入端2111和电源输出端2112，电源输出端2112用于连接可插拔的用电装置，如ops电脑；电源输入端2111与电源输出端2112之间设有第一连接电路211，第一连接电路211上设有第一开关器件q1，具体而言第一开关器件q1设置为场效应管；热插拔保护电路还包括第二开关器件q2，在本实施例中第二开关器件q2设置为三极管，第二开关器件q2的输出端用于接地，第二开关器件q2的输入端上设有第二连接电路221和第三连接电路222，即第二连接电路221与第三连接电路222在第二开关器件q2的输入端上形成共接点而连通。第二连接电路221上设有分压的电阻r1，第三连接电路222上设有分压的电阻r2。热插拔保护电路还可设置电容c1，电容c1
的两端分别连接至第二连接电路221和第三连接电路222上，电容c1为第二连接电路221和第三连接电路222提供了静电缓冲，降低了热插拔保护电路发生损坏的可能性。第二连接电路221与电源输入端2111连接，第三连接电路222与第一开关器件q1的受控端连接；第二开关器件q2的受控端用于连接控制电平。通过在电源输入端2111与电源输出端2112之间的第一连接线路211上设置第一开关器件q1并设置与第一开关器件q1连接的第二开关器件q2，第二开关器件q2能够用于接收使其自身截止的控制电平，在本实施例中为低电平，使得电源 dc＿in能够通过电源输入端2111、第二连接电路221、第三连接电路222直接为第一开关器件q1提供导通的高电平，降低了用电装置在热插拔时发生静电释放而引发烧控制芯片的可能性；第二开关器件q2还能够用于接收使其自身导通的控制电平，在本实施例中为高电平，使得第一开关器件q1截止，可插拔的用电装置在拔出前断开电源 dc＿in，即用电装置的电源输入 vin为零，使热插拔保护电路降低了用电装置在拔出时发生损坏的可能性。
36.热插拔保护电路还包括电平反向电路24，电平反向电路24包括电平输入端233和电平输出端2311，电平输入端233用于连接控制电平，电平输出端2311与第二开关器件q2的受控端连接，电平反向电路24用于输出与电平输入端233的接入电平相反的输出电平。电平反向电路24包括第三开关器件q3，在本实施例中第三开关器件q3设置为三极管。第三开关器件q3的输入端上设有第四连接电路231和第五连接电路232,第五连接电路232上设有分压的电阻r4，第四连接电路231与第二开关器件q2的受控端连接，电平输出端2311设置在第四连接电路231上，第五连接电路232用于连接电源，该电源在本实施例中设置为 5v的电源；第三开关器件q3的输出端用于接地，电平输入端233包括第三开关器件q3的受控端，第三开关器件q3的受控端上设有第六连接电路2331和第七连接电路2332。第六连接电路2331上设置有分压的电阻r3，第七连接电路2332上设有分压的电阻r5。第六连接电路2331用于连接开关机信号，该开关机信号可由相关的控制主板发出，如教育一体机的安卓主板。第七连接电路2332用于连接用电装置的插拔信号。该用电装置的插拔信号可由相关的控制主板发出，如教育一体机的安卓主板。具体而言，控制主板检测到用电装置插入或拔出时，向第七连接电路2332发出用电装置的插拔信号。电平方向电路24使得控制电平在电平输入端233接入后能够经过反向，进一步使热插拔保护电路降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。第三开关器件q3能够利用电平输入端233的接入电平提供开关控制信息，而通过第五连接电路232接入的 5v电源提供新的控制电平，降低了用电装置在进行热插拔时对电平输入端233上的连接设备产生损伤的风险，提高了热插拔保护电路的设备友好性。在使用时，第七连接电路2332能够设置为通过控制主板，在用电装置插入时提供持续的低电平，使第一开关器件q1在未接收到第六连接电路2331的开机信号时保持稳定地常闭，减少第一开关器件q1发生电压突变，降低用电装置发生损坏的风险。
37.本发明还提出一种插接装置，用于连接可插接的用电装置，包括上述热插拔保护电路。
38.具体而言，如图4所示，在本发明的插接装置一实施例中，该插接装置用于连接可插接的用电装置，插接装置还包括上述图1所示的热插拔保护电路；插接装置还包括控制电路11，控制电路11包括第一输出端111，第一输出端111与第六连接电路2331连接，第一输出端111用于输出开关机信号，开关机信号包括高电平的开机信号和低电平的关机信号。
39.如图5所示，在本发明的插接装置另一实施例中，该插接装置用于连接可插接的用
电装置，插接装置还包括上述图3所示的热插拔保护电路；插接装置还包括控制电路11，控制电路11包括第一输出端111和第二输出端112，第一输出端111与第六连接电路2331连接，第一输出端111用于输出开关机信号，开关机信号包括高电平的开机信号和低电平的关机信号；第二输出端112与第七连接电路2332连接，第二输出端112用于输出用电装置的插拔信号，用电装置的插拔信号包括高电平和低电平。控制电路11包括检测电路113，检测电路113用于检测用电装置的插入状态，检测电路113在检测到用电装置插入时向第二输出端112输出低电平，检测电路113在检测到用电装置在用电装置拔出时向第二输出端112输出高电平。控制电路11还包括延时电路114，延时电路114用于在检测到用电装置插入时，将开机信号延迟预设时间后向第二输出端112输出。将开机信号延迟预设时间后向第二输出端112输出，使用电装置能够在插入动作的预设时间后才接通电源，降低了瞬态电压冲击、静电释放的可能性，降低了用电装置在热插拔时发生损坏的风险。
40.由于本插接装置采用了上述热插拔保护电路的实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
41.本发明还提出一种电子设备，包括上述插接装置，还包括可插拔的用电装置。电子设备包括会议一体机、电子白板、教育一体机中的任意一种，用电装置包括ops电脑。
42.由于本电子设备采用了上述插接装置所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。