一种泄放电路、板卡以及网络设备的制作方法

1.本说明书涉及电路技术领域，尤其涉及一种泄放电路、板卡以及网络设备。


背景技术：

2.随着网络的普及，人们对于网络设备的维护需求也越来越高。针对高密度的路由设备和交换设备而言，板卡的热插拔既是当前网络设备常见需求之一。在将板卡插接到网络设备中时，由于网络设备已经处于带电状态，板卡会受到较大电流的冲击，从而导致板卡的损坏。
3.为了避免这一问题的出现，在板卡上可以设置有缓启动电路，通过该缓启动电路上储能元件的充放电，实现板卡的缓慢上电，以缓解上电瞬间的大电流所造成的损伤。但是，缓启动电路的输入端会连接到网络设备的系统电源，这也就导致了该缓启动电路在板卡工作的过程中，一直处于带电状态，此时，缓启动电路中的储能元件也持续处于泄放状态，使板卡的电能消耗上升。另外，由于负载电路的储能元件的泄放，更进一步地提升了电能的消耗。在一台网络设备中，针对每一板卡都设置缓启动电路，无疑会极大地提升了网络设备整体的电能消耗。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种泄放电路、板卡以及网络设备。
5.结合本说明书实施方式的第一方面，本技术提供了一种泄放电路，应用于板卡，包括：触发单元和泄放单元；
6.触发单元的输入端连接电源输入端，触发单元的输出端连接泄放单元的第一输入端，泄放单元的第二输入端连接电源输入端；
7.触发单元包括第一电阻和第一三极管，泄放单元包括第二电阻和第二三极管；
8.在电源输入端正常工作时，触发单元中的第一电阻通过第一三极管与泄放电路的接地端连通，泄放电路中的第二电阻通过第二三极管与泄放电路的接地端断开；
9.在电源输入端掉电时，触发单元中的第一电阻通过第一三极管与泄放电路的接地端断开，并向泄放单元输出触发信号，泄放单元基于触发信号，通过第二三极管导通第二电阻与泄放电路的接地端；
10.其中，第二电阻的阻值小于第一电阻的阻值。
11.进一步的，触发单元，还包括：第三电阻和第四电阻；泄放单元，还包括：第五电阻；
12.第一电阻的第一端连接泄放电路的输入端，第三电阻的第一端连接泄放电路的输入端，第四电阻的第一端连接第三电阻的第二端，第四电阻的第二端连接泄放电路的接地端；
13.第五电阻的第一端连接泄放电路的输入端；
14.第一三极管的控制端分别连接第三电阻的第二端和第四电阻的第一端，第一三极
管的输入端连接电源输入端，第一三极管的输出端连接泄放电路的接地端；
15.第二三极管的控制端分别连接第一电阻的第二端和第一三极管的输入端，第二三极管的输入端连接第五电阻的第二端，第二三极管的输出端连接泄放电路的接地端。
16.可选的，第一三极管和第二三极管为mos fet。
17.可选的，第一三极管和第二三极管为bjt。
18.结合本说明书实施方式的第二方面，本技术提供了一种板卡，包括缓启动电路、至少一个上述任一项的泄放电路与每一个泄放电路相对应的负载电路，缓启动电路与系统电源连接。
19.可选的，在泄放电路的数量大于二时，至少两个泄放电路之间级联；
20.上一级泄放电路的第二电阻的第二端连接到下一级泄放电路的第一三极管的控制端。
21.结合本说明书实施方式的第三方面，本技术提供了一种网络设备，包括系统电源、至少一个上述板卡。
22.本说明书的实施方式提供的技术方案可以包括以下有益效果：
23.本说明书实施方式中，通过设置泄放电路，在网络设备被拔出的情况下，通过第二电阻进行泄放，在网络设备正常工作的情况下，通过阻值大于第二电阻的第一电阻进行保证泄放电路工作于低能耗状态，从而实现网络设备在拔出的情况下通过较小的电阻进行快速泄放，在网络设备正常工作的情况下，低能耗地维持泄放电路以及负载电路的工作，降低了板卡的电能消耗。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施方式，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
26.图1是本技术实施方式所涉及的一种板卡的结构示意图；
27.图2是本技术实施方式所涉及的一种泄放电路的结构示意图；
28.图3是本技术另一实施方式所涉及的板卡的结构示意图；
29.图4是本技术另一实施方式所涉及的多级泄放电路的结构示意图；
30.图5是本技术所涉及的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。
32.结合本说明书实施方式的第一方面，本技术提供了一种泄放电路，应用于板卡，如图1、2所示，包括：触发单元和泄放单元。
33.在板卡上还设置有缓启动电路，该缓启动电路中包含有储能元件，例如，电容，通过该储能元件避免板卡插接到网络设备的槽位时所产生的瞬时大电流。该缓启动电路连接
至网络设备的系统电源。在网络设备中，系统电源通过背板将供电引入至每一块板卡。
34.触发单元的输入端连接电源输入端vin1，触发单元的输出端连接泄放单元的第一输入端，泄放单元的第二输入端连接电源输入端vin1。该电源输入端vin1来源于网络设备的系统电源。
35.触发单元包括第一电阻r1和第一三极管q1，泄放单元包括第二电阻r2和第二三极管q2，其中，第二电阻r2的阻值小于第一电阻r1的阻值。泄放电路会连接到电源输入端vin1，从该电源输入端vin1接受供电。
36.在电源输入端vin1正常工作时，触发单元中的第一电阻r1通过第一三极管q1与泄放电路的接地端gnd连通，泄放电路中的第二电阻r2通过第二三极管q2与泄放电路的接地端gnd断开。此时，虽然泄放电路也接收到了系统电源的供电，但由于阻值的设置较大，使得泄放电路中的电流很小，相对应的，能耗也相对较小。相对应的，在正常工作的情况下，如果负载电路中的储能元件也需要通过泄放电路中的泄放单元进行电能的泄放，同样可以维持较小的电流以降低电能消耗。
37.在工作人员将板卡拔出后，电源输入端vin1掉电时，触发单元中的第一电阻r1通过第一三极管q1与泄放电路的接地端gnd断开，并向泄放单元输出触发信号，泄放单元基于触发信号，通过第二三极管q2导通第二电阻r2与泄放电路的接地端gnd。
38.在板卡被拔出后，由于系统电源对板卡的供电被去除，板卡上缓启动电路输出的电压开始下降，在下降到一定数值时，无法维持第一三极管q1的导通，使得第一三极管q1截断第一电阻r1和接地端gnd的通路。在第一电阻r1到接地端gnd的通路被第一三极管q1截断后，流经第一电阻r1的电流(即触发信号)被导入至泄放单元，使第二三极管q2导通，第二电阻r2和接地端gnd之间导通，从而将板卡上的缓启动电路中所存储的电能通过第二电阻r2进行泄放。由于第二电阻r2的阻值设置为小于第一电阻r1的阻值，因此，在切换至泄放单元对缓启动电路进行泄放时，相较于第一电阻r1可以实现更加快速的泄放。相对应的，负载电路中的储能元件也可以基于泄放电路进行电能快速泄放。
39.在触发单元和泄放单元中，第一三极管q1和第二三极管q2可以选用可选的，第一三极管和第二三极管为mos fet(金属氧化物半导体场效应晶体管，metal oxide semi-conductor field effect transistor)或者bjt(双极型晶体管，bipolar junction transistor)，具体器件的选型，可以根据实际需求设置，比如mos fet可以为nmos管或pmos管，bjt可以为npn管或pnp管，当然也可以设置为其他具有选择导通功能的器件，对此不做限制。其中，第一三极管q1可以设置为nmos管、pmos管、npn管或pnp管，第二三极管q2需要设置为nmos管和npn管。对于第一电阻r1和第二电阻r2的阻值选择，也可以根据实际的泄放需求进行设置，一般来说，第一电阻r1可以设置为上千欧姆的电阻，第二电阻r2可以设置为几十欧姆的电阻。此时，由于第二电阻r2的阻值很小，流经该第二电阻r2的电流很大，在电压相同的情况下，第二电阻r2上的功率更高，使得电能可以很快地在第二电阻r2上被泄放。
40.下面以第一三极管q1和第二三极管q2为nmos管，并且以设置一张板卡为例进行描述。
41.如图1、2所示，针对泄放电路，具体的，触发单元，还包括：第三电阻r3和第四电阻r4；泄放单元，还包括：第五电阻r5。
42.第一电阻r1的第一端连接泄放电路的输入端，第三电阻r3的第一端连接泄放电路
的输入端，第四电阻r4的第一端连接第三电阻r3的第二端，第四电阻r4的第二端连接泄放电路的接地端gnd，第五电阻r5的第一端连接泄放电路的输入端。
43.其中，第一三极管q1和第二三极管q2的控制端、输入端和输出端可以分别理解为是nmos管的栅极g、源极s和漏极d。
44.第一三极管q1的控制端分别连接第三电阻r3的第二端和第四电阻r4的第一端，第一三极管q1的输入端连接电源输入端vin，第一三极管q1的输出端连接泄放电路的接地端gnd。
45.第二三极管q2的控制端分别连接第一电阻r1的第二端和第一三极管q1的输入端，第二三极管q2的输入端连接第五电阻r5的第二端，第二三极管q2的输出端连接泄放电路的接地端gnd。
46.在板卡插接到网络设备中并接收系统电源供电时，板卡上的缓启动电路接收电能并对储能元件进行充能。在充能的过程中，缓启动电路逐渐向后侧的负载电路进行供电，在储能元件充能完毕后，持续向负载电路输出稳定的供电，例如48伏的供电。此时，泄放电路中的电源接入端vin1也到达稳定状态，第一三极管q1的栅极与源极之间的电压由于第三电阻r3和第四电阻r4的分压设置而保持2伏(即v
gs1
为2伏)，第一三极管q1处于导通状态(即源极和漏极之间导通)。在此情况下，第二三极管q2的栅极的电压由于导通至接地端gnd而被拉低，使得第二三极管q2处于关闭状态。由于通过较大阻值的第一电阻r1将导通的电流维持在较小值，可以较少的消耗电能，降低正常工作时板卡的功耗。
47.此后，如果工作人员拔出板卡，供电将被切断，储能元件逐渐释放所存储的电能。由于没有系统电源的供电，释放将导致向泄放电路的电源输入端vin1的电压下降，此时，v
gs1
的电压也随之下降，并降到2伏以下，使得第一三极管q1切换至关闭状态。
48.这时，由于第一电阻r1和第五电阻r5的作用，使得第二三极管q2的栅极和源极之间的电压v
gs2
被拉高(同样以2伏为例)，从而使得第二三极管q2从关闭状态切换至导通状态，第二电阻r2与接地端gnd导通。由于第二电阻r2的阻值较小，在分流的作用下，第二电阻r2一路所分电流较大，在电压一致的情况下，在第二电阻r2上将消耗较大的电能，从而实现电源接入端vin1的快速泄放，最终，在泄放完成后，第二三极管q2恢复到关闭状态。
49.相对应的，本技术提供了一种板卡，如图3所示，包括至少一个上述任一项的泄放电路与每一个泄放电路相对应的负载电路，板卡与系统电源连接。
50.由于板卡上可能设置有多路电源，即在系统电源接入到板卡后，基于板卡的变压设置分化出48伏、12伏和5伏等多路，每一路电源的电源接入端会分别连接至不同的缓启动电路和负载电路。此时，在板卡上需要设置多个泄放电路用以针对不同的电源接入端。
51.在多级泄放电路之间需要顺序进行泄放时，可以通过下述的结构实现，如多级泄放电路之间无需顺序泄放，则板卡中的多个泄放电路可以分别实现自身的泄放。
52.在需要实现顺序泄放的情况下，即，在泄放电路的数量大于二时，至少两个泄放电路之间级联。举例来说，如图4所示，板卡上设置有两级泄放电路。
53.上一级泄放电路的第二电阻r
21
的第二端连接到下一级泄放电路的第一三极管q
21
的控制端。
54.在正常工作的情况下，缓启动电路1和缓启动电路2分别充能，并向对应的负载电路进行供电。在拔出板卡后，泄放电路1中的第二电阻r
21
被接入到下一级的泄放电路2的第
一三极管q
21
。在泄放电路1的第二三极管q
12
被导通启动泄放电路1的泄放功能，在缓启动电路1中的储能元件未被泄放完成前，泄放电路1中的第二电阻r
21
对泄放电路2的第一三极管q
21
的电位具有维持效果，此时，泄放电路2的第一三极管q
21
维持在导通状态。此后，在泄放电路1的电源接入端vin1下降到一定情况时，泄放电路2的第一三极管q
21
到达v
gs21
的临界值(即小于2伏)，导致泄放电路2的第一三极管q
21
关闭，泄放电路2的第二三极管q
22
从关闭状态切换至导通状态，以使泄放电路2启动对缓启动电路2的泄放，实现了多级泄放电路之间的顺序泄放。
55.当然根据实际需求的不同，在一块板卡上可以设置更多的板卡实现顺序泄放，对此不做限制。
56.相对应的，本技术提供了一种网络设备，如图5所示，包括系统电源、至少一个上述板卡。
57.本说明书实施方式中，通过设置泄放电路，在网络设备被拔出的情况下，通过第二电阻进行泄放，在网络设备正常工作的情况下，通过阻值大于第二电阻的第一电阻进行保证泄放电路工作于低能耗状态，从而实现网络设备在拔出的情况下通过较小的电阻进行快速泄放，在网络设备正常工作的情况下，低能耗地维持泄放电路以及负载电路工作，降低了板卡的电能消耗。
58.应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
59.以上所述仅为本说明书的较佳实施方式而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。