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1、(10)申请公布号 CN 101989852 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101989852A*CN101989852A*(21)申请号 200910089980.6(22)申请日 2009.07.30H03K 17/56(2006.01)H03K 17/687(2006.01)G05B 19/04(2006.01)(71)申请人华为技术有限公司地址 518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼(72)发明人林锦 盛晖 林连魁 朱金华(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205代理人刘芳(54) 发明名称单板、通讯设备、控制单板上下电的装置及方法(5。
2、7) 摘要本发明实施例涉及一种单板、通讯设备、控制单板上下电的装置及方法，控制单板上下电的装置包括电源缓启动电路、信号隔离控制电路，所述信号隔离控制电路与所述电源缓启动电路连接；所述信号隔离控制电路用于将低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号；所述电源缓启动电路在所述高压侧控制信号的控制下对单板上电或下电。上述实施例在现有设备单板的供电基础上，通过将控制模块发出的低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，控制电源缓启动电路的开通和关断，从而在避免额外增加外部开关器件的情况下，实现了对通讯设备中单板的上下电控制。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页CN 101989852 A 1/2页21.一种控制单板上下电的装置，包括电源缓启动电路，其特征在于，还包括：信号隔离控制电路，所述信号隔离控制电路与所述电源缓启动电路连接；所述信号隔离控制电路用于将低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号；所述电源缓启动电路在所述高压侧控制信号的控制下对单板上电或下电。2.根据权利要求1所述的控制单板上下电的装置，其特征在于，所述信号隔离控制电路包括：光耦隔离器件，用于隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号；控制电路，用于在所述低压侧控制信号为高电平。
4、的情况下，控制所述光耦隔离器件副边的集电极和发射极饱和导通，以控制所述电源缓启动电路关断为单板的负载下电；并用于在所述低压侧控制信号为低电平的情况下，控制所述光耦隔离器件副边的集电极和发射极截止，以控制所述电源缓启动电路导通为单板的负载上电。3.根据权利要求2所述的控制单板上下电的装置，其特征在于，所述控制电路包括：驱动电阻，所述驱动电阻的一端与所述光耦隔离器件的原边的阳极连接，另一端连接用于发出所述低压侧控制信号的控制模块；下拉电阻，所述下拉电阻的一端与所述光耦隔离器件的原边的阳极连接，另一端接地；滤波电容，所述滤波电容的一端与所述光耦隔离器件的原边的阳极连接，另一端接地。4.根据权利要求1。
5、所述的控制单板上下电的装置，其特征在于，所述信号隔离控制电路包括：隔离变压器，所述隔离变压器的原边用于接收所述低压侧控制信号；转换电路，所述转换电路与所述隔离变压器的副边连接，用于将所述低压侧控制信号转换为所述高压侧控制信号。5.根据权利要求4所述的控制单板上下电的装置，其特征在于，所述转换电路包括：二极管，所述二极管的阳极与所述隔离变压器的副边同名端相连；滤波电容，所述滤波电容的一端与所述二极管的阴极连接，另一端与所述隔离变压器的副边同名端连接；驱动电阻，所述驱动电阻的一端与所述二极管的阴极连接；三极管，所述三极管的基极与所述驱动电阻的另一端连接，集电极与所述电源缓启动电路中场效应管的栅极驱。
6、动电阻连接，发射极与所述隔离变压器的副边同名端及所述电源缓启动电路中场效应管的源极连接。6.根据权利要求5所述的控制单板上下电的装置，其特征在于，所述转换电路还包括：限流电阻；所述三极管的集电极通过所述限流电阻与所述电源缓启动电路中场效应管的栅极驱动电阻连接。7.一种单板，其特征在于，包括：上述权利要求1-6中任一项所述的控制单板上下电的装置。8.一种通讯设备，其特征在于，包括：上述权利要求7所述的单板。9.一种控制单板上下电的方法，其特征在于，包括：接收低压侧控制信号；权 利 要 求 书CN 101989852 A 2/2页3将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制信号。
7、与高压侧控制信号；利用所述高压侧控制信号控制电源缓启动电路开通或关断。10.根据权利要求9所述的控制单板上下电的方法，其特征在于，将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号包括：采用光耦隔离器件将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号；或采用隔离变压器将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号。权 利 要 求 书CN 101989852 A 1/6页4单板、 通讯设备、 控制单板上下电的装置及方法技术领域0001 本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种单板、通讯设备、控制单板上下电的装置及方法。背景技术0002 目前，对于通讯设备的节能越来越备受重视，全球的电信运营商对于通讯系统的长期运行能耗，都提。
8、出了很多的节能减排要求，包括通讯设备的静态功耗要求。为了满足较低的静态功耗要求，通讯设备中采用了电源缓启动电路。通过开通和关断电源缓启动电路来控制通讯设备中单板的上下电，在关断电源缓启动电路控制通讯设备中单板的负载下电的情况下，使通讯设备进入低能耗状态，以减少功耗，满足节能减排的要求。0003 现有技术中，电源缓启动电路的开通和关断采用开关器件来实现。如图1所示，单板中的电源输入通道上设置有单独的开关器件11，开关器件11在控制信号(如PWRCtrl)的控制下，通过控制电源缓启动电路12的开通或关断，控制电源输入的开通或关断，从而实现对单板的负载13上下电的控制。控制信号PWRCtrl来自通讯。
9、设备的控制模块。常用的开关器件有机械继电器或电子开关器件如场效应管(MOSFET)等。0004 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：0005 在电源缓启动电路的外围增加额外的开关器件进行供电回路的开通和关断控制，增加了电路的复杂性，且占用空间较大。发明内容0006 本发明实施例提出一种单板、通讯设备、控制单板上下电的装置及方法。0007 本发明实施例提供了一种控制单板上下电的装置，包括电源缓启动电路，还包括：0008 信号隔离控制电路，所述信号隔离控制电路与所述电源缓启动电路连接；0009 所述信号隔离控制电路用于将低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制。
10、信号与高压侧控制信号；所述电源缓启动电路在所述高压侧控制信号的控制下对单板上电或下电。0010 本发明实施例还提供了一种单板，包括：上述控制单板上下电的装置。0011 本发明实施例还提供了一种通讯设备，包括：上述单板。0012 本发明实施例还提供了一种控制单板上下电的方法，包括：0013 接收低压侧控制信号；0014 将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号；0015 利用所述高压侧控制信号控制电源缓启动电路开通或关断。0016 上述实施例在现有设备单板的供电基础上，通过将控制模块发出的低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，控制电源缓启动电路的开通和关断。
11、，从而在避免额外增加外部说 明 书CN 101989852 A 2/6页5开关器件的情况下，实现了对通讯设备中单板的上下电控制，使得通讯设备在单板的全端口空闲时，能够控制单板下电，进入节能模式，降低能耗；同时也能使通讯设备根据业务需要，在不影响单板的缓启动电路的功能的情况下控制单板上电，进入正常工作模式。0017 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明0018 图1为现有技术中电源缓启动电路的开通和关断的示意图；0019 图2为本发明实施例提供的一种控制单板上下电的装置的结构示意图；0020 图3为本发明实施例提供的另一种控制单板上下电的装置的电路原理图；0021。
12、 图4为本发明实施例提供的又一种控制单板上下电的装置的电路原理图；0022 图5为本发明实施例提供的单板的结构示意图；0023 图6为本发明实施例提供的通讯设备的结构示意图；0024 图7为本发明实施例提供的一种控制单板上下电的方法的流程图。具体实施方式0025 图2为本发明实施例提供的一种控制单板上下电的装置的结构示意图。所述装置包括：电源缓启动电路21及信号隔离控制电路22。信号隔离控制电路22与所述电源缓启动电路21连接；所述信号隔离控制电路22用于将低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并将所述低压侧控制信号与高压侧控制信号隔离；所述电源缓启动电路21在所述高压侧控制信号的控制下对单板的。
13、负载上电或下电。低压侧控制信号由通讯设备中的控制模块发出，用于控制电源缓启动电路21给单板上下电。0026 本实施例中，信号隔离控制电路22在通讯设备的低压侧控制信号PWRCtrl控制下，将低压侧控制信号PWRCtrl转换为高压侧控制信号发送到电源缓启动电路21，控制电源缓启动电路21中的场效应管(MOSFET)导通或关闭，从而开通或关闭电源缓启动电路21，控制单板的上下电。解决了现有技术通过增加开关器件对电源缓启动电路进行供电回路的开通和关断控制所带来的电路复杂及占用空间较大等问题。0027 低压侧控制信号可为电平信号，也可为脉冲信号。0028 当低压侧控制信号为电平信号时，信号隔离控制电路。
14、22可包括：光耦隔离器件、控制电路及限制元件。光耦隔离器件用于隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号，避免低压侧控制信号对电源缓启动电路21产生影响，保证电源缓启动电路21仅受高压侧控制信号的控制。控制电路用于在所述低压侧控制信号为高电平的情况下，控制所述光耦隔离器件副边的集电极和发射极饱和导通；并用于在所述低压侧控制信号为低电平的情况下，控制所述光耦隔离器件原边截止。电流限制元件用于在所述光耦隔离器件副边的集电极和发射级饱和导通的情况下，限制所述光耦隔离器件的集电极到发射极的电流。所述电流限制元件可为电阻。0029 所述控制电路可包括：驱动电阻、下拉电阻及滤波电容。所述驱动电阻的一端与所述光。
15、耦隔离器件的原边的阳极连接，另一端连接用于发出所述低压侧控制信号的控制模块，用于将所述光耦隔离器件的原边的电流限制在5毫安(mA)10mA。所述下拉电阻的一端与所述光耦隔离器件的原边的阳极连接，另一端接地。所述滤波电容的一端与所述光耦说 明 书CN 101989852 A 3/6页6隔离器件的原边的阳极连接，另一端接地。所述下拉电阻的阻值可为4.7千欧姆(K)10K；所述电容的容值可为0.1微法(F)0.47F。0030 当低压侧控制信号为脉冲信号时，信号隔离控制电路22可包括：隔离变压器、转换电路及三极管。所述隔离变压器的原边与用于发出所述低压侧控制信号的控制模块连接。所述转换电路与所述隔离。
16、变压器的副边连接，用于将低压侧控制信号转换为所述高压侧控制信号。所述三极管的基极与所述驱动电阻的另一端连接，集电极与所述电源缓启动电路中场效应管的栅极驱动电阻连接，发射极与所述隔离变压器的副边同名端及所述电源缓启动电路中场效应管的源极连接。0031 所述转换电路还可包括：限流电阻。所述三极管的集电极通过所述限流电阻与所述电源缓启动电路中场效应管的栅极驱动电阻连接。0032 所述信号隔离控制电路22还可包括：隔直电容。所述隔离变压器的原边通过所述隔直电容与所述控制模块连接。0033 图3为本发明实施例提供的另一种控制单板上下电的装置的电路原理图。所述电路包括：电源缓启动电路31及信号隔离控制电路。
17、32。其中RTN表示一48V返回端，GND表示工作地。0034 电源缓启动电路31包括N沟道型MOSFET管Q1。电源缓启动电路31的控制端是N型沟道MOS管Q1的栅源极，以及电源缓启动电路31自身的控制电路。电源缓启动电路31的自身控制电路包含稳压二极管D2、电阻R5、电容C2、电阻R2、电阻R1、电容C1、二极管D1、电阻R4及电阻R3。稳压二极管D2并联连接在MOSFET管Q1的栅极驱动电阻R4和源极之间。电阻R5和电容C2串联后并在N沟道型MOSFET管Q1的栅极驱动电阻R4和漏极之间。电阻R2、电阻R1、电容C1组成阻容分压网络节点，电阻R1和电容C1并联在一起后与电阻R2串联在一起。
18、，并联连接在电源输入端之间。二极管D1的阴极连接在电阻R1、电容C1与电阻R2的分压节点上；二极管D1的阳极连接在MOSFET管Q1的栅极的驱动电阻R4上。电阻R4连接在二极管D1的阳极和MOSFET管Q1的栅极之间。电阻R3连接在二极管D1的阳极和输入电源正极之间。0035 电阻R2、电容C1的作用是防止MOSFET管Q1在刚上电时的误导通。并且由于刚上电时电容C1的阻抗较低，因此对于电阻R2有一定功率要求，即在最大输入电压Vin(max)下，电阻R2的功率要大于Vin(max)2/R2。0036 电阻R1的作用是给电容C1提供放电通道，要求在输入电压范围内电阻R1上的分压要大于稳压管D2的。
19、稳压值。0037 二极管D1的主要作用是：在电源缓启动电路31给单板上的负载上电时通过电容C1防止MOSFET管Q1误导通，并在电容C1电压高于MOSFET管Q1的栅极电压时截止，以防止MOSFET管Q1的栅极充电过程受电容C1影响。由于二极管D2的正向导通压降会影响去抖动延时，因此，选用导通压降小的肖特基二极管作为二极管D2效果较佳。0038 电阻R4、电阻R5用于防止MOSFET管Q1自激振荡，要求电阻R4、电阻R5的阻值电阻R3的阻值。由于电阻R4取值过大会引起误导通，故电阻R4取值范围可为1050。0039 电源缓启动电路31给负载上电后，稳压二极管D2提供MOSFET管Q1的栅源电压。
20、，同时保护MOSFET管Q1的栅源极之间不受高压冲击。说 明 书CN 101989852 A 4/6页70040 电阻R3和电容C2的充电回路是控制MOSFET管Q1的开启过程，电容C2的主要作用是补偿MOSFET管Q1的寄生电容(主要是Cgd)的非线性，要求电容C2Cgd+Cgs。其中，Cgd、Cgs分别是MOSFET管Q1的漏栅和栅源寄生电容。0041 信号隔离控制电路32包括光耦隔离器件U1和电阻R6、电阻R7、电阻R8及电容C3等周边器件。光耦隔离器件U1的副边集电极(C极)通过电阻R6连接在电源缓启动电路31的电阻R4上。电阻R4为N沟道型的MOSFET管Q1的栅极的驱动电阻。光耦隔。
21、离器件U1的发射极(E极)与MOSFET管Q1的源极连接。控制驱动信号PWRCtrl通过驱动电阻R7连接到光耦隔离器件U1原边的阳极。驱动电阻R7把光耦隔离器件U1原边的电流限在5mA10mA之间，滤波电容C3和接地电阻R8连接在光耦隔离器件U1的原边的阳极和阴极之间。滤波电容C3的取值范围可为0.1uF0.47uF，接地电阻R8的取值范围可为4.7K10K。0042 通讯设备的控制模块将节能控制信号PWRCtrl发送到信号隔离控制电路32，通过信号隔离控制电路32对单板的电源缓启动电路的上的MOSFET管Q1进行开通或关断的控制，用以实现单板的输入电源的开通或关断。0043 来自通讯设备中控。
22、制模块的电平(如TTL)控制信号PWRCtrl驱动光耦隔离器件U1，由于控制信号PWRCtrl为低压电平，光耦隔离器件U1用于隔离通讯设备控制模块发出的控制信号与MOSFET管Q1的控制信号，通过控制电源缓启动电路31中MOSFET管Q1的开通和关断，从而实现输入电源通道的导通和关断。0044 当控制信号PWRCtrl为低电平或NC状态即无信号时，光耦隔离器件U1的原边不导通，此时控制信号PWRCtrl不起作用，不影响电源缓启动电路31对单板的正常上电工作。0045 当控制信号PWRCtrl为高电平时，光耦隔离器件U1原边通过的电流IV(PWRCtrl)/R7。此时，电阻R7取的值要保证光耦隔。
23、离器件U1副边的CE极饱和导通，MOSFET管Q1的栅极驱动电压被拉低至低电平，MOSFET管Q1关断，同时电容C2被放电，复位单板的缓启动功能。电阻R6限制光耦隔离器件U1副边的CE电流，避免在光耦隔离器件U1的CE在光耦隔离器件U1饱和导通瞬间通过大电流，而损坏光耦隔离器件U1，因此，电阻R6的阻值要远远小于电阻R3的阻值。0046 当通讯设备的控制模块不发出控制信号PWRCtrl，即信号隔离控制电路32无输入信号时，光耦隔离器件U1原边的阳极通过电阻R8被拉至低电平，光耦隔离器件U1副边CE极截止，电源缓启动电路31中的MOSFET管Q1导通，电源缓启动电路31开通为单板的负载上电。00。
24、47 本实施例中，控制单板上下电的装置的核心器件是信号隔离控制电路32的光耦隔离器件U1及电源缓启动电路31中的MOSFET管Q1。需要说明的是，MOSFET管Q1是现有输入电源缓启动电路的一部分，不是为实现单板下电控制而增加的。为实现输入电源上下电控制，通讯设备中额外增加的器件是信号隔离控制电路32中的光耦隔离器件U1及周边元件。在不考虑光耦隔离器件U1的情况下，MOSFET管Q1只是用来构成电源缓启动电路31，与控制单板上下电的装置的电源下电控制功能无关。0048 图4为本发明实施例提供的又一种控制单板上下电的装置的电路原理图。所述电路包括：电源缓启动电路41及信号隔离控制电路42。其中R。
25、TN表示-48V的返回端，GND表示信号地。本实施例中，电源缓启动电路41同上述实施例给出的电源缓启动电路31。信说 明 书CN 101989852 A 5/6页8号隔离控制电路42采用隔离变压器的驱动方式来控制电源缓启动电路41的N沟道型的MOSFET管Q1。0049 信号隔离控制电路42包括隔离变压器T1及其控制电路。隔离变压器T1的控制电路包括：电容C4、二极管D3、三极管Q2、驱动电阻R7、电阻R6、滤波电容C3。电容C4一端连接在隔离变压器T1的原边同名端，另一端接收来自通讯设备控制模块的控制信号PWRCtrl。二极管D3的阳极连接隔离变压器T1的副边同名端。三极管Q2为NPN型，三。
26、极管Q2的基极通过驱动电阻R7与二极管D3的阴极连接；三极管Q2的集电极通过电阻R6连接电源缓启动电路41中MOSFET管Q1的栅极驱动电阻R4。滤波电容C3一端与电阻R7及二极管的D3阴极的结点连接，另一端连接三极管Q2的发射极。0050 本实施例中，控制信号PWRCtrl为脉冲信号，电容C4为隔直电容，防止隔离变压器T1通过直流电流后因饱和而失效。隔离变压器T1原边的脉冲信号通过隔离变压器T1送给副边，脉冲信号经过二极管D3整流、电容C3滤波后，形成直流电压。形成的直流电压通过驱动电阻R7驱动三极管Q2，控制MOSFET管Q1的开通和关断，达到控制单板上下电的目的。0051 图5为本发明实。
27、施例提供的单板的结构示意图。所述单板包括控制单板上下电的装置51及负载52。控制单板上下电的装置51控制负载52的上下电，控制单板上下电的装置51的工作原理详见上述图3、图4所示实施例的说明。0052 图6为本发明实施例提供的通讯设备的结构示意图。所述通讯设备包括控制模块61及单板62。在控制模块61发出控制信号PWRCtrl，单板62在控制信号PWRCtrl的控制下上下电。单板62详见上述图5所示实施例的说明。0053 图7为本发明实施例提供的一种控制单板上下电的方法的流程图。所述方法包括：0054 步骤71、接收低压侧控制信号。0055 步骤71可由信号隔离控制电路执行。信号隔离控制电路接。
28、收来自通讯设备中控制模块发出的低压侧控制信号PWRCtrl。信号隔离控制电路详见上述图2、图3及图4所示实施例的说明。0056 步骤72、将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号，并隔离所述低压侧控制信号与高压侧控制信号。0057 步骤72可由信号隔离控制电路执行。信号隔离控制电路将接收到的低压侧控制信号PWRCtrl转换为高压侧控制信号，并通过光耦隔离器件或隔离变压器隔离低压侧控制信号PWRCtrl与高压侧控制信号，详见上述图2、图3及图4所示实施例的说明。0058 步骤73、利用所述高压侧控制信号控制电源缓启动电路开通或关断。0059 步骤73可由信号隔离控制电路执行。信号隔离控制电路用转。
29、换得到的高压侧控制信号控制电源缓启动电路开通或关断，从而控制单板上下电，详见上述图2、图3及图4所示实施例的说明。0060 当低压侧控制信号为电平信号时，将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号可包括：采用光耦隔离器件将所述控制信号转换为高压侧控制信号，详见上述图3所示实施例的说明。0061 当低压侧控制信号为脉冲信号时，将所述低压侧控制信号转换为高压侧控制信号说 明 书CN 101989852 A 6/6页9可包括：采用隔离变压器将所述控制信号转换为高压侧控制信号，详见上述图4所示实施例的说明。0062 上述装置、单板、设备及方法实施例，通过在单板现有的电源缓启动电路外围增加简单的信号隔离控。
30、制电路，利用信号隔离控制电路控制电源缓启动电路的开通和关断，从而实现了单板的上下电控制。同时，增加的信号隔离控制电路不影响电源缓启动电路的原有功能，实现成本低、可靠性高，且体积小，节约空间。在控制信号PWRCtrl失效或发生故障时，也不影响电源缓启动电路的正常工作。0063 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。说 明 书CN 101989852 A 1/3页10图1图2说 明 书 附 图。