专利名称：一种热插拔单板及功率测量的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种热插拔单板及功率测量的方法。
背景技术：
随着环保理念在各领域的引入，越来越多的设备采购商开始要求设备生产商提供的设备可以实时测量功耗，作为环保评测的依据。当前及未来数据通信领域呈现出高带宽、多业务的需求，对于中高端数据通信设备来说，要用性能强劲的大容量内存处理器、大容量交换芯片来实现高带宽，这些导致了设备的功耗大幅上升。大多数的中高端设备都采用热插拔单板的方式，以往这些热插拔单板采用48V供电，功率大电流也不大。但从成本的角度考虑，高电压时整机电源的成本高，为了降低成本，目前越来越多的设备开始采用低压12V为热插拔单板供电，此时随着功率的增大，电流将明显增大，使得低压大功率热插拔单板的功率测量成为一个新课题。 一块热插拔单板可以简化为如图I所示的模型，存在容性负载和一个恒流负载，热插拔单板稳定运行时功率是一定的，即W = V*I。但当热插拔单板刚插入时，开关相当于突然闭合，由于有容性负载的存在，相当于瞬间对地短路，会存在较大的冲击电流。为了解决上电电流冲击的问题，实际的热插拔单板可以采用如图2所示的结构。在上电过程中采用串联可变电阻的方式控制冲击电流，初始时可变电阻阻值很大，在一段时间内逐渐减小，减小到几毫欧姆，保证热插拔单板在上电启动过后，热插拔单板进入正常工作期间，串联电阻产生的额外功耗足够小。在现有技术中，小功率热插拔单板的电路可以如图3所示。现有的功率测量方案，通过测量入库电压V及电阻电压Rv，其中电阻采用已知阻值为r的精密电阻，热插拔单板功率 W=V*(Rv/r)。图3中的恒流负载是指热插拔单板在某种特定运行模型下，处理器及外围芯片工作在固定的模式及环境温度情况下，热插拔单板的功率恒定。就是说恒流负载是在某个特定环境下的恒流，长时间来说，这个恒流负载的电流是个变化的值。如果将如图3所示的电路用于大功率热插拔单板，要测量该系统的实时功率，面临着高成本，以及为了测量功率而带来额外消耗功率的问题。以中高端设备的热插拔单板功率为300瓦特(W)为例，12V供电时，热插拔单板最大电流25安培(A)，串联电阻的功耗为I*I*r=625*r。热插拔单板处于待机状态时电流小到几安培，电流在几安培至25安培间变化。目前这个测试电阻的阻值在5-10毫欧之间(精度1%)，电阻上的功耗可以高达3-6W，需要选用一些特殊或定制电阻来解决，存在供货风险及高成本。且这类电阻的封装比较特殊，是一个封装很大的金属线，对于生产来说也是一个较大的挑战，需要调整这类热插拔单板的生产工艺流程。同时，如果电阻功耗达6W，那么就要为电阻加散热装置，这也会导致成本增加及热插拔单板设计复杂度增加。(需要说明的是，R电阻值不可能选的太小(例如选择I或2毫欧)，如果太小的话，印刷电路板(PCB)走线、焊盘与电阻的接触、焊料等都会带来电阻值，这些因素带来的附加串联电阻会降低电流测量精度。)
如图4所示，如图3所示的方案还有一个变形方案，用N个大电阻的并联来产生小电阻。将该变形方案用于大功率热插拔单板，利用N个电阻分担功率，可以解决单个电阻功率较大的问题。但如果采用N个大电阻的并联来产生小电阻，这个做法也存在问题电阻不是理想阻值的电阻，各电阻的阻值间有差异，各电阻的承担的功率不能精确为W/N，承担多功率的电阻可能提前失效，只要一个电阻失效，热插拔单板最大功耗不变，电阻功耗承担关系变为(W/ (n-1))其他电阻会逐一失效，降低热插拔单板的可靠性。同时，由于电阻失效，会导致未失效电阻过热燃烧，由此还会导致很大的安全隐患。还有一个问题是多个并联的电阻只要一个电阻由于某种原因，例如电阻虚焊、磕碰导致脱落，那么其它电阻都会发生逐一脱落的现象，进一步使得热插拔单板的可靠性降低。
发明内容
本发明实施例提供一种热插拔单板及功率测量的方法，用于实现热插拔单板在低 压大电流环境中的功率测量时，降低热插拔单板功率测量的成本，减少由于功率测量导致的额外功率消耗，并兼顾减少安全隐患，提高热插拔单板的可靠性。一种热插拔单板，所述热插拔单板包括恒流负载、缓启动芯片、金属氧化物半导体MOS场效应晶体管、外加电阻和开关，其中MOS场效应晶体管的栅级与缓启动芯片连接；串联的外加电阻和开关构成至少一条并联支路，每条并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接形成第一支路；恒流负载的一端连接所述并联支路与漏极的公共端，另一端接地；所述并联支路与源极的公共端连接输入电源端口。一种对如热插拔单板进行功率测量的方法，所述方法包括在热插拔单板进入正常工作状态之后，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，以及，在打开所述开关之后的设定时长内，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值；在测量出MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，根据所述等效电阻的电阻值、所述并联支路上电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率;或者，在热插拔单板进入正常工作状态之后，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，以及，在闭合所述开关之后的设定时长内，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值；在测量出MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，根据所述等效电阻的电阻值、所述并联支路上电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率;其中，所述等效电阻的电阻值是根据并联支路上电阻的电阻值、漏极第一电压值、源极第一电压值、漏极第二电压值以及源极第二电压值确定的，所述并联支路上电阻的电阻值为外加电阻的电阻值与开关闭合时产生的电阻的电阻值之和，或者为外加电阻的电阻值。在现有 技术中，不论是如图3所示的小功率热插拔单板的上电启动电路，还是如图4所示的变形方案，均需要在热插拔单板供电线路上串联电阻。不同之处仅在于图4中的方案是通过电阻并联的方式来实现在供电线路上串联的电阻。根据本发明实施例提供的方案，利用热插拔单板上存在的MOS场效应晶体管的等效电阻与已知电阻并联的方式，来实现现有技术中为了实现功率测量，需要在供电线路上串联的电阻。由于在热插拔单板进入正常工作状态后，MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值在分钟级别内可以视为恒定值，且热插拔单板上的电流在分钟级别内也可以视为恒定，因此可以在热插拔单板进入正常工作状态后，通过开关控制并联的已知电阻的使用和不使用，并分别测量MOS场效应晶体管的等效电阻两端的电压值，在分钟级别确定MOS场效应晶体管的等效电阻，进而确定在分钟级别内热插拔单板上的电流，从而实现热插拔单板的功率测量。在实现低压大电流环境中的功率测量时，由于无需在供电线路上串联大功率电阻，可以降低热插拔单板功率测量的成本，减少由于功率测量导致的额外功率消耗，而由于无需通过电阻并联的方式来实现在供电线路上串联的大功率电阻，因此可以减少安全隐患，提高热插拔单板的可靠性。
图I为现有技术提供的热插拔单板模型示意图；图2为现有技术提供的热插拔单板模型示意图；图3为现有技术提供的小功率热插拔单板的电路图；图4为现有技术提供的小功率热插拔单板的电路变形方案不意图；图5 (a)、图5 (b)、图5 (C)为本发明实施例一提供的热插拔单板的电路示意图；图6为本发明实施例一提供的热插拔单板上电启动时的等效电路图；图7为本发明实施例一提供的热插拔单板正常工作时的等效电路图；图8为本发明实施例二提供的热插拔单板功率测量方法步骤示意图。
具体实施例方式发明人通过研究发现，MOS场效应晶体管(后续可以简称为MOS管)在正常工作期间，如果环境温度一定、栅极和源级间电压(Vgs)、漏极和源级间电压(Vds)—定，则MOS管的等效电阻(可以用Rds表示)保持在一个特定值。当环境温度、Vgs和Vds中任何一个条件变化时，Rds—般也会发生变化。对于数据通信设备(后续可以简称为数通设备)运行环境来说，环境温度不会发生剧烈的变化，设备的电压也没有突变的条件，所以一般在分钟这个级别可以认为热插拔单板上的Rds为恒定值。并且，数通设备的业务一般情况下也比较稳定，在分钟级别内硬件的运行也不会出现大的变化，因此，可以认为在分钟级别内，热插拔单板的电流恒定为某一特定的值。根据上述研究发现，发明人认为在分钟级别内MOS场效应晶体管等效电阻的电阻值是可以确定的，MOS场效应晶体管可以作为电阻使用。因此，在本发明各实施例中，利用热插拔单板上存在的MOS场效应晶体管的等效电阻与电阻(该电阻的阻值已知，可以用Rp表示，该电阻可以理解为包括外加电阻与开关闭合时产生的电阻，当然，也可以理解为外加电阻)并联的方式，来实现现有技术中需要在供电线路上串联的电阻。在实现低压大电流环境中的功率测量时，可以利用开关控制并联支路上的电阻(Rp)的使用状态(开关关闭时，并联支路导通，外加电阻使用，且开关闭合产生电阻，因此可以理解为开关关闭控制并联支路上的电阻使用；开关打开时，由于开关打开没有产生电阻，且并联支路不导通，外加电阻未使用，因此，可以理解为开关打开控制并联支路上的电阻不使用)，由于并联支路上的电阻使用时和未使用时(可以是在分钟级别内完成使用状态的切换)，单板上的电流可以认为不变，因此可以通过测量并联支路上的电阻使用时和未使用时，MOS场效应晶体管的等效电阻两端的电压，来确定MOS场效应晶体管等效电阻的阻值(分钟级别)，从而可以确定单板上的电流(分钟级别)，进而确定热插拔单板当前时刻的功率，实现单板功率的实时测量。下面结合说明书附图和各实施例对本发明方案进行说明。实施例一、 本发明实施例一提供一种热插拔单板，该热插拔单板的电路图可以包括恒流负载11、缓启动芯片12、金属氧化物半导体MOS场效应晶体管13、外加电阻14和开关15，其中MOS场效应晶体管13的栅级与缓启动芯片12连接；串联的外加电阻14和开关15构成至少一条并联支路，每条并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管13的漏极和源极连接；恒流负载11的一端连接所述并联支路与漏极的公共端，另一端接地；所述并联支路与源极的公共端连接输入电源端口。具体的，开关15可以为继电器，也可以是模拟开关。即在本实施例中，无需在热插拔单板上串联电阻，可以利用MOS场效应晶体管与电阻并联的方式来实现现有技术中的串联电阻。从而避免在供电线路上串联大功率电阻，降低热插拔单板功率测量的成本，减少由于功率测量导致的额外功率消耗。且由于无需通过电阻并联的方式来实现串联电阻，还可以兼顾减少安全隐患，提高热插拔单板的可靠性。本实施例提供的热插拔单板的电路图可以如图5 (a)所示，其中外加电阻14的数量为一个，开关15的数量也为I个，且外加电阻14和开关15构成一条并联支路，该并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接。当然，外加电阻的阻值为已知，且开关闭合时产生的电阻的电阻值也是已知的，因此，并联支路上电阻的电阻值是已知的。当然，如图5 (a)所示的电路图还可以进行变形，如在如图5 (a)所示的电路图中，所述外加电阻14的数量不仅可以为一个，也可以为多个。多个外加电阻14可以在并联或串联后，与一个开关串联，构成一条并联支路，从而可以通过一个开关同时控制每个外加电阻14的使用和不使用(即可以通过该开关控制并联支路上的电阻使用或不使用)。以两个外加电阻14并联后与一个开关串联为例，本实施例提供的热插拔单板的电路图可以如图5(b)所示，当然，在图5 (b)中，两个外加电阻的阻值为已知，两个外加电阻的阻值可以相同，也可以不相同，且开关闭合时产生的电阻的电阻值也是已知的，因此，并联支路上电阻的电阻值是已知的。又如，可以根据如图5 (a)所示的方案变形得到如图5 (C)所示的方案。即在如图5 (a)所示的方案中，并联支路的数量不仅可以为I条，也可以为多条。每条并联支路可以包括串联的一个外加电阻与一个开关。每条并联支路均可以通过开关控制该并联支路上外加电阻的使用和不使用，为了描述简便，在本实施例中，可以理解为每条并联支路上的开关同时打开和关闭(即可以理解为，通过开关控制并联支路上的电阻使用或不使用)。在图5 (c)中，每条并联支路上的外加电阻的阻值均为已知，且阻值可以相同，也可以不相同，当然，每个开关闭合产生的电阻的电阻值也是已知的，因此，多条并联支路的等效电阻的电阻值是已知的，并可以将该等效电阻的电阻值理解为并联支路上电阻的电阻值。当然，根据本实施例提供的方案，如图5 (a)、图5 (b)、图5 (C)所示的电路图还可以有其他多种变形方式，在此不再一一列举。根据如图5 (a)、图5 (b)、图5 (C)所示的电路图进行明显变形得到的方案，均可以视为本发明要求保护的方案。下面以如图5 (a)所示的电路图为例对功率测量的原理进行说明。由于MOS管的等效电阻(可以表示为Rds)阻值一般在4 8毫欧之间 ，并联支路上的电阻(可以表示为Rp，可以理解为包括外加电阻与开关闭合时产生的电阻，也可以理解为外加电阻)的阻值可以选择为0. 3^0. 5欧，如0. 4欧。根据当环境温度、Vgs和Vds中任何一个条件变化时，Rds 一般也会发生变化的原理，当热插拔单板上电启动过程中，热插拔单板处于容性负载充电阶段，Mos管在上电启动过程中实现可变电阻的作用，避免上电冲击的问题。且热插拔单板上电启动过程中，开关可以打开，以避免由于并联支路的存在，导致Mos管等效电阻与并联支路上的电阻并联后得到的并联等效电阻相对于Mos管等效电阻变小，不能很好地避免上电冲击的问题。单板上电启动过程中，如图5 (a)所示的电路的等效电路图可以如图6所示。上电启动过程结束后，容性负载充电结束，热插拔单板进入正常工作状态。由于MOS管的环境温度及Vgs、Vds的电压在短时间内不变，MOS管可以等效为在短时间内(分钟级别)一个恒定值的电阻。在热插拔单板进入正常工作状态之后，可以在开关打开状态下，测量MOS管漏极第一电压值和源极第一电压值，并可以马上闭合开关(可以理解为在分钟级别内实现开关从打开状态到闭合状态的切换)，测量MOS管漏极第二电压值和源极第二电压值。由于并联支路上的电阻阻值已知，通过公式计算就可以得出当前时刻的Rds，进而得到当前的功率。单板正常工作过程中，如图5 (a)所示的电路的等效电路图可以如图7所示。可以利用如图7所示的等效电路，实现低压大电流环境下的功率测量，输入电压值可以不大于12伏特(V)，且可以利用处理器控制模拟数字AD转换器(AD转换器可以选用低成本的16位AD转换器)实现指定位置电压的测量，并可以利用处理器控制开关的打开或关闭。与本发明实施例一基于同一发明构思，提供以下的方法。实施例二、本发明实施例二提供一种热插拔单板功率测量方法，用于对实施例一提供的热插拔单板进行功率测量，该方法的步骤流程可以如图8所示，包括步骤101、确定电压值。本实施例中各步骤的执行主体可以理解为热插拔单板，或者理解为热插拔单板上的处理器。针对单板的功率测量是在热插拔单板进入正常工作状态之后进行的。热插拔单板进入正常工作状态可以是热插拔单板上的处理器确定出的。具体的，处理器确定热插拔单板进入正常工作状态可以包括，热插拔单板从系统获得电源供应后，晶体振荡器输出工作频率给处理器，复位芯片给出复位信号，处理器运行程序进行自检(热插拔单板检查)，确定热插拔单板正常无故障后，就确定热插拔单板进入正常工作状态。即处理器可以在通过自检确定热插拔单板正常无故障后，确定热插拔单板进入正常工作状态。在本步骤中，可以在热插拔单板进入正常工作状态之后，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，以及，在打开所述开关之后的设定时长内，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值。或者，在热插拔单板进入正常工作状态之后，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，以及，在闭合所述开关之后的设定时长内，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值。从而获得在并联支路上的电阻使用和不使用时，MOS管等效电阻两端的电压值。具体的，根据如图7所示的等效电路，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，可以具体包括触发所述开关打开，并启动与MOS场效应晶体管的漏极和源极分别连接的模拟数字AD转换器，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值。
闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，可以具体包括触发所述开关关闭，并启动与MOS场效应晶体管的漏极和源极分别连接的模拟数字AD转换器，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值。步骤102、确定MOS管等效电阻。由于打开开关和闭合开关操作之间间隔的时间较短，较优的，可以认为是在分钟级别内完成打开开关和闭合开关的切换，因此，可以认为热插拔单板上的电流值保持恒定，未发生变化。因此，可以根据并联支路上电阻的电阻值、漏极第一电压值、源极第一电压值、漏极第二电压值以及源极第二电压值确定确定MOS管等效电阻的阻值。具体的，可以通过以下公式(I)确定MOS管等效电阻的阻值(VI (I) -V2 (I)) /Rds= (VI (2) -V2 (2)) / (Rds | Rp) (I)其中，Rds表示MOS管等效电阻的阻值；Rp表示并联支路上的电阻的阻值；Rds |Rp表示并联支路上的电阻与MOS管等效电阻并联后的并联等效电阻的阻值；Vl⑴表不MOS场效应晶体管源极第一电压值；V2⑴表不MOS场效应晶体管漏极第一电压值；Vl⑵表不MOS场效应晶体管源极第二电压值；V2⑵表示MOS场效应晶体管漏极第二电压值。较优的，开关闭合时也会产生电阻，且该电阻的阻值是可以确定的，即开关闭合时产生的电阻的电阻值是已知的，且外加电阻的阻值也是已知的，因此，在本步骤中，可以利用开关闭合时产生的电阻的阻值与外加电阻的阻值之和作为并联支路上的电阻的阻值，以提高确定出的Rds的准确性。当然，在本步骤中，也可以利用外加电阻的阻值作为并联支路上的电阻的阻值。由于上述公式(I)中，唯一的未知数为Rds，因此，可以通过以上公式确定Rds的大小。步骤103、确定单板功率。
在确定出MOS管等效电阻的阻值之后，由于输入电压的大小已经确定，单板上的电流值也是可以确定的，因此，可以确定单板功率。如果在步骤101中，打开开关之后的设定时长内，闭合开关来测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，则在测量出MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，则可以根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，则可以根据所述等效电阻的电阻值、所述电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率。如果在步骤101中，闭合开关之后的设定时长内，打开开关来测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，则在测量出MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，则可以根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，则可以根据所述等效电阻的电阻值、所述电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率。 具体的，由于MOS场效应晶体管漏极靠近恒流负载，源级远离恒流负载，若所述开关处于打开状态，则MOS场效应晶体管漏极第一电压值Vl (I)可以表示热插拔单板的输入电压值，可以通过以下公式(2)确定单板功率W= (Vl(l)-V2(l))*Vl(l)/Rds (2)其中，W表示热插拔单板的功率；Rds表示MOS管等效电阻的阻值；Vl⑴表不MOS场效应晶体管源极第一电压值；V2⑴表不MOS场效应晶体管漏极第一电压值。具体的，由于MOS场效应晶体管漏极靠近恒流负载，源级远离恒流负载，若所述开关处于闭合状态，则MOS场效应晶体管漏极第二电压值Vl (2)可以表示热插拔单板的输入电压值，可以通过以下公式(3)确定单板功率W= (VI (2) -V2 (2)) *V1 (2) /Rds | Rp (3)其中，W表示热插拔单板的功率；Rds表示MOS管等效电阻的阻值；Rp表示并联支路上的电阻的阻值；Rds |Rp表示并联支路上的电阻与MOS管等效电阻并联后的并联等效电阻的阻值；Vl⑵表示MOS场效应晶体管源极第二电压值；V2⑵表示MOS场效应晶体管漏极第二电压值。同样，在确定单板功率时，也可以结合开关闭合时产生的电阻的阻值，因此，在本步骤中，可以利用开关闭合时产生的电阻的阻值与外加电阻的阻值之和作为并联支路上的电阻的阻值，以提高确定出的单板功率的准确性。较优的，在步骤101之前，为了更好地避免上电冲击的问题，可以在热插拔单板上电启动之后，热插拔单板进入正常工作状态之前，保持所述开关打开。根据本发明实施例一和实施例二提供的方案，可以利用存在的MOS管等效电阻与已知阻值的电阻并联的方式，来避免在热插拔单板的供电线路串联电阻，且在本发明各实施例中，电路采用的器件都是普通器件，从而可以解决现有技术存在的热插拔单板功率测量成本高，额外功率消耗高，存在安全隐患，热插拔单板的可靠性低的问题。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
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本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种热插拔单板，其特征在于，所述热插拔单板包括恒流负载、缓启动芯片、金属氧化物半导体MOS场效应晶体管、外加电阻和开关，其中 MOS场效应晶体管的栅级与缓启动芯片连接； 串联的外加电阻和开关构成至少一条并联支路，每条并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接； 恒流负载的一端连接所述并联支路与漏极的公共端，另一端接地； 所述并联支路与源极的公共端连接输入电源端口。
2.如权利要求I所述的热插拔单板，其特征在于，所述外加电阻数量为一个，所述开关数量为一个；串联的一个外加电阻与一个开关构成一条并联支路，该并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接。
3.如权利要求I所述的热插拔单板，其特征在于，所述外加电阻数量为多个，所述开关数量为一个；所述外加电阻并联或串联后，与一个开关串联，构成一条并联支路，该并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接。
4.如权利要求I所述的热插拔单板，其特征在于，所述并联支路为多条，一个外加电阻与一个开关串联构成一条并联支路，每条并联支路的两端分别与MOS场效应晶体管的漏极和源极连接。
5.一种对如权利要求Γ4任一所述的热插拔单板进行功率测量的方法，其特征在于，所述方法包括 在热插拔单板进入正常工作状态之后，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，以及，在打开所述开关之后的设定时长内，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值；在测量出MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，根据所述等效电阻的电阻值、所述并联支路上电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率； 或者，在热插拔单板进入正常工作状态之后，闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，以及，在闭合所述开关之后的设定时长内，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值；在测量出MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值之后的指定时长内，若所述开关处于打开状态，根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率，若所述开关处于闭合状态，根据所述等效电阻的电阻值、所述并联支路上电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率; 其中，所述等效电阻的电阻值是根据并联支路上电阻的电阻值、漏极第一电压值、源极第一电压值、漏极第二电压值以及源极第二电压值确定的，所述并联支路上电阻的电阻值为外加电阻的电阻值与开关闭合时产生的电阻的电阻值之和，或者为外加电阻的电阻值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在热插拔单板上电启动之后，热插拔单板进入正常工作状态之前，保持所述开关打开。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，打开所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值，具体包括触发所述开关打开，并启动与MOS场效应晶体管的漏极和源极分别连接的模拟数字AD转换器，测量MOS场效应晶体管漏极第一电压值和源极第一电压值； 闭合所述开关，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值，具体包括触发所述开关关闭，并启动与MOS场效应晶体管的漏极和源极分别连接的模拟数字AD转换器，测量MOS场效应晶体管漏极第二电压值和源极第二电压值。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据并联支路上电阻的电阻值、漏极第一电压值、源极第一电压值、漏极第二电压值以及源极第二电压值确定所述等效电阻的电阻值 (VI (I) -V2 (I)) /Rds= (VI (2) -V2 (2)) / (Rds | Rp) 其中， Rds表示MOS管等效电阻的阻值； Rp表示并联支路上的电阻的阻值； Rds |Rp表示并联支路上的电阻与MOS管等效电阻并联后的并联等效电阻的阻值； Vl (I)表不MOS场效应晶体管源极第一电压值； V2 (I)表不MOS场效应晶体管漏极第一电压值； Vl (2)表示MOS场效应晶体管源极第二电压值； V2 (2)表示MOS场效应晶体管漏极第二电压值； 若，所述开关处于打开状态，通过以下公式根据MOS场效应晶体管的等效电阻的电阻值、漏极第一电压值和源极第一电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率W= (Vl(l)-V2(l))*Vl(l)/Rds其中， W表示热插拔单板的功率； Rds表示MOS管等效电阻的阻值； Vl (I)表不MOS场效应晶体管源极第一电压值； V2 (I)表不MOS场效应晶体管漏极第一电压值； 若，所述开关处于闭合状态，通过以下公式根据所述等效电阻的电阻值、所述并联支路上电阻的电阻值、漏极第二电压值和源极第二电压值确定所述热插拔单板当前时刻的功率W=(VI(2)-V2(2))*V1 (2)/Rds| Rp其中， W表示热插拔单板的功率； Rds表示MOS管等效电阻的阻值； Rp表示并联支路上的电阻的阻值； Rds |Rp表示并联支路上的电阻与MOS管等效电阻并联后的并联等效电阻的阻值； Vl (2)表示MOS场效应晶体管源极第二电压值； V2 (2)表示MOS场效应晶体管漏极第二电压值。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，热插拔单板进入正常工作状态通过以下方式确定在热 插拔单板上的处理器通过自检确定热插拔单板正常无故障后，确定热插拔单板进入正常工作状态。
全文摘要
本发明实施例提供一种热插拔单板及功率测量的方法，包括利用热插拔单板上存在的MOS场效应晶体管的等效电阻与已知电阻并联的方式，来实现现有技术中为了实现功率测量，需要在供电线路上串联的电阻。由于在热插拔单板进入正常工作状态后，MOS场效应晶体管的等效电阻在分钟级别内可以视为恒定值，且热插拔单板上的电流在分钟级别内也可以视为恒定值，因此可以在热插拔单板进入正常工作状态后，通过开关控制并联的已知电阻的使用和不使用，并分别测量MOS场效应晶体管的等效电阻两端的电压值，在分钟级别确定MOS场效应晶体管的等效电阻，进而确定在分钟级别内热插拔单板上的电流，从而实现热插拔单板的功率测量。
文档编号G01R21/06GK102799557SQ201210246119
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者迟立华 申请人:福建星网锐捷网络有限公司