本實用新型涉及電路防護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱插拔防護電路。

背景技術(shù)：

熱插拔(Hot Swap)是指在帶電運行的背板中插入或移除電路板。該技術(shù)適合應(yīng)用在具有背板總線的系統(tǒng)上(系統(tǒng)具有多個插件，各插件的電源和部分信號均接在一起)。其主要特點是在維持系統(tǒng)背板的電壓下，更換發(fā)生故障的電路板，并保證系統(tǒng)中其它電路正常運作。優(yōu)點是方便了系統(tǒng)硬件的升級和維護，縮短了系統(tǒng)故障分析時間；避免了在系統(tǒng)不斷電的情況下插拔電路板引發(fā)的故障，減少了維護成本。

在SD卡、SIM卡或單板熱插拔的過程中，靜電及沖擊電流會導(dǎo)致板內(nèi)器件失效，影響系統(tǒng)可靠性。而常規(guī)的防護方法：如長短針連接器、帶熱插拔的接口芯片及串電阻、加TVS 等，存在成本較高及占用板面積較大的問題。

中國發(fā)明專利，公開號：103166166B，公開日：2016年6月1日，該發(fā)明公開了發(fā)明涉及熱插拔控制器。該發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)熱插拔控制器，軟啟動功能缺陷及工作不穩(wěn)定的問題，提供一種熱插拔控制器保護電路，避免熱插拔控制器誤動作，該發(fā)明技術(shù)方案是，熱插拔控制器保護電路，包括電壓檢測電路、延時電路和開關(guān)電路，所述電壓檢測電路輸入端連接輸入電壓和參考電壓，所述電壓檢測電路輸出端通過延時電路與開關(guān)電路控制端連接，所述開關(guān)電路連接在熱插拔控制器觸發(fā)端和地之間。該發(fā)明的技術(shù)方案，通過合理地設(shè)置檢測電壓和參考電壓，可以在欠壓點處使開關(guān)導(dǎo)通，拉低熱插拔控制器觸發(fā)端的電壓，從而關(guān)閉熱插拔控制器的輸出電壓，使其規(guī)避掉輸入電壓波動可能產(chǎn)生的誤動作。其不足之處是：該專利是針對高壓電源(+9V to+80V)的熱插拔控制電路的，該電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，價格較高，不適宜在手機、電腦、背板電源等為+5V或+3.3V的工業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域中推廣使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.實用新型要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中P熱插拔電路成本較高和占用空間大的問題，本實用新型提供了一種熱插拔防護電路。它可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實現(xiàn)高可靠的熱插拔防護。

2.技術(shù)方案

為解決上述問題，本實用新型提供的技術(shù)方案為：

一種熱插拔防護電路，包括數(shù)據(jù)線保護電路和電源保護電路，其中，數(shù)據(jù)線保護電路包括上拉電阻、卡槽和EMI濾波器，所述的上拉電阻一端連接EMI濾波器的供電電源，上拉電阻另一端與EMI濾波器的輸入端和數(shù)據(jù)線端子連接，EMI濾波器的輸出端與卡槽連接，所述的電源保護電路包括高邊電源開關(guān)和TVS二極管，高邊電源開關(guān)輸入端與電源端子連接，輸出端與TVS二極管并聯(lián)后與卡槽連接。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器為π型濾波電路，在π型濾波電路的兩端各并聯(lián)一個TVS 二極管。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器為TI的4通道的TPD4F003或8通道的TPD8F003。

優(yōu)選地，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓源。

優(yōu)選地，所述的高邊電源開關(guān)的型號為AIC1526-0CS，所述的TVS二極管為SMBJ5.0CA。

優(yōu)選地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子IN與3.3V直流電壓源、電阻R433的一端、電阻R434的一端、電容C3的一端和電容C220的一端連接，電容C3的另一端和電容C220 的另一端接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENA與數(shù)據(jù)線端、電阻R433的另一端連接，電阻R434的另一端與高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENB連接，電容C222和電容 C221并聯(lián)，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA和端子OUTB分別連接在電容C222 的兩端，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTB接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA接電源VCC_SD。

優(yōu)選地，電源VCC_SD與卡槽上的端口、TVS二極管SMBJ5.0CA的一端和電容C223 的一端連接，TVS二極管SMBJ5.0CA的另一端、電容C223的另一端和卡槽上的端口均接地。

優(yōu)選地，卡槽端子GROUND1和GROUND2均接地。

優(yōu)選地，所述的卡槽連接2個4通道的EMI濾波器TPD4F003或連接一個8通道的EMI 濾波器TPD8F003。

優(yōu)選地，所述的上拉電阻、電阻R433和電阻434的電阻值均為10KΩ。

3.有益效果

采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種熱插拔防護電路，在數(shù)據(jù)線保護電路中，芯片的數(shù)據(jù)線通過上拉電阻和EMI濾波器組合作用，起到防止過壓過流和過熱的作用，保護芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能，在電源保護電路中將高邊電源開關(guān)和TVS二極管共同作用，起到保護芯片的效果；

(2)本實用新型的一種熱插拔防護電路，EMI濾波器為TI的4通道的TPD4F003或8 通道的TPD8F003，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓。實際應(yīng)用中，帶ESD 保護的EMI濾波器，可根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)線端口而定，最終實現(xiàn)芯片的每個數(shù)據(jù)線端子都與 EMI濾波器連接，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)線的保護；

(3)本實用新型的一種熱插拔防護電路，EMI濾波器TPD4F003的內(nèi)部每通道電路如圖2所示，是個π型(C-R-C)濾波電路，兩端各加一個TVS二極管，成本為1元左右，成本低，占板面積1.7mm×1.35mm，略小于0805封裝的貼片電阻，占用空間小，可在手機、電腦和PAD等設(shè)備上推廣使用；

(4)本實用新型的一種熱插拔防護電路，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS特點是：雙通道； 500mA持續(xù)負載電流；限流/短路保護；熱關(guān)斷保護；欠壓閉鎖；帶使能和故障指示， AIC1526-0CS為SO-8封裝，成本為1.5元左右，成本低。TVS二極管采用SMBJ5.0CA，作用是過壓保護，成本在0.2元左右，占板面積最大5.6mm×3.95mm，占用空間小，可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實現(xiàn)高可靠的熱插拔防護；

(5)本實用新型的一種熱插拔防護電路，利用現(xiàn)有的集成電路，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可在CPU、芯片、手機等設(shè)備上推廣使用；

(6)本實用新型的一種熱插拔防護電路，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS和EMI濾波器TPD4F003構(gòu)成的熱插拔防護電路中自帶熱插拔控制電路基本都帶欠壓閉鎖和軟啟動功能，無需外加復(fù)雜的控制電路。

附圖說明

圖1為本實用新型的數(shù)據(jù)線保護電路；

圖2為本實用新型的π型濾波電路；

圖3為本實用新型的電源保護電路。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例1

結(jié)合圖1-3，一種熱插拔防護電路，包括數(shù)據(jù)線保護電路和電源保護電路，其中，如圖1 所示，數(shù)據(jù)線保護電路包括上拉電阻、卡槽和EMI濾波器，所述的上拉電阻一端連接EMI 濾波器的供電電源，上拉電阻另一端與EMI濾波器的輸入端和數(shù)據(jù)線端子連接，EMI濾波器的輸出端與卡槽連接，如圖3所示，所述的電源保護電路包括高邊電源開關(guān)和TVS二極管，高邊電源開關(guān)輸入端與電源端子連接，輸出端與TVS二極管并聯(lián)后與卡槽連接。

本實施例的一種熱插拔防護電路，在數(shù)據(jù)線保護電路中，芯片的數(shù)據(jù)線通過上拉電阻和 EMI濾波器組合作用，起到防止過壓過流和過熱的作用，保護芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能，在電源保護電路中將高邊電源開關(guān)和TVS二極管共同作用，起到保護芯片的效果。

實施例2

本實施例的一種熱插拔防護電路，與實施例1類似，其中，所述的EMI濾波器為π型濾波電路，在π型濾波電路的兩端各并聯(lián)一個TVS二極管，如圖2所示，端子Ch_In為EMI 濾波器的輸入端，端子Ch_Out為EMI濾波器的輸出端，EMI濾波器中的電阻值為100Ω，兩個電容的大小均為8.5pF。

實施例3

本實施例的一種熱插拔防護電路，與實施例1類似，其中，所述的EMI濾波器為TI的4 通道的TPD4F003或8通道的TPD8F003，所述的EMI濾波器的供電電源為3.3V直流電壓。實際應(yīng)用中，帶ESD保護的EMI濾波器，可根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)線端口而定，最終實現(xiàn)芯片的每個數(shù)據(jù)線端子都與EMI濾波器連接，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)線的保護。

EMI濾波器TPD4F003的內(nèi)部每通道電路如圖2所示，是個π型(C-R-C)濾波電路，兩端各加一個TVS二極管，成本為1元左右，成本低，占板面積1.7mm×1.35mm，略小于 0805封裝的貼片電阻，占用空間小，可在手機、電腦和PAD等設(shè)備上推廣使用。

實施例4

本實施例的一種熱插拔防護電路，與實施例1類似，其中，所述的高邊電源開關(guān)的型號為AIC1526-0CS，所述的TVS二極管為SMBJ5.0CA。高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的抗靜電性能為：空氣放電±20KV，接觸放電±12KV，-3dB帶寬200MHz。

高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS特點是：雙通道；500mA持續(xù)負載電流；限流/短路保護；熱關(guān)斷保護；欠壓閉鎖；帶使能和故障指示，AIC1526-0CS為SO-8封裝，成本為1.5元左右，成本低。TVS二極管采用SMBJ5.0CA，作用是過壓保護，成本在0.2元左右，占板面積最大 5.6mm×3.95mm，占用空間小，可以滿足以極低的成本和極小的占板面積，實現(xiàn)高可靠的熱插拔防護。

如圖3所示，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子IN與3.3V直流電壓源、電阻R433的一端、電阻R434的一端、電容C3的一端和電容C220的一端連接，電容C3的另一端和電容C220的另一端接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENA與數(shù)據(jù)線端、電阻R433的另一端連接，電阻R434的另一端與高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子ENB連接，電容C222 和電容C221并聯(lián)，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTA和端子OUTB分別連接在電容 C222的兩端，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS的端子OUTB接地，高邊電源開關(guān)AIC1526-0CS 的端子OUTA接電源VCC_SD。

電源VCC_SD與卡槽上的端口、TVS二極管SMBJ5.0CA的一端和電容C223的一端連接，TVS二極管SMBJ5.0CA的另一端、電容C223的另一端和卡槽上的端口均接地。

圖3中，電阻R433和電阻R434的阻值均為10KΩ，電容C3和電容C222均為0.1uF，電容C221為10uF。

本實施例利用現(xiàn)有的集成電路，成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可在工業(yè)電子設(shè)備、電腦、手機等設(shè)備上推廣使用。

實施例5

本實施例的一種熱插拔防護電路，與實施例1類似，其中，卡槽端子GROUND1和 GROUND2均接地，所述的卡槽連接2個4通道的EMI濾波器TPD4F003或連接一個8通道的EMI濾波器TPD8F003，實現(xiàn)對芯片的所有數(shù)據(jù)線端子保護的效果，所述的上拉電阻、電阻R433和電阻R434的電阻值為10KΩ。

以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。