用于减小多模块系统的浪涌电流的方法和布置的制作方法
【专利摘要】提供用于减小多模块系统的浪涌电流的方法和布置。所述系统包括设计成执行预定义功能的多个模块；设计成向所述多个模块提供电力的电源单元。所述多个模块中的每个包括执行从所述电源单元接收的电力的相应加电延时的电力控制系统。利用所述系统和所述方法，所述多模块系统的总的浪涌电流大大地减小。
【专利说明】用于减小多模块系统的浪涌电流的方法和布置
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及诸如电信设备的集成电子系统的领域。更具体地，本发明涉及多模块电子系统、用于减小多模块电子系统中包括的电源的浪涌电流的操作方法和电路布置。
【背景技术】
[0002]本领域技术人员熟知多个电子模块可被集成到电子系统/装置中来实施和扩展其功能。其中，多个电子模块是预先布置成实现一定功能的，所以需要电力来支持这些功能的实现。因此，多模块系统中包含了电源单元来给每个模块提供电力，如图1中所示。
[0003]随着多模块系统的发展，它对电源提出更高的要求，尤其是加电浪涌电流性能。一般，浪涌电流总是远大于额定电流，如图2中可以示出的，其中“I”指示额定电流而“Ι+Λ I”指示时间TO时的浪涌电流。在某一例子中，其中包含了多个模块，多模块系统的电源中总的浪涌电流可能是额定电流的20倍。因此，这给经常是高功率系统的多模块系统中的电源设计(诸如成本和复杂性)带来了大的挑战。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的是提供一种使得多模块系统的浪涌电流变平坦的机制。
[0005]本文中，根据本发明的第一方面，提供一种用于减小多模块系统的浪涌电流的方法，其中多模块系统包括多个模块和电源单元，方法包括:
[0006]从电源单元向多模块系统的每个模块提供电力；以及
[0007]多模块系统的每个模块执行电力的相应加电延时。
[0008]另外，根据以上提到的方法的示范实施例，电力的加电延时与多模块系统的每个模块的插槽ID(Slot ID)有关，其中插槽ID指示每个模块在多模块系统中的位置或编号。另外，电力的加电延时与多模块系统的每个模块的插槽ID成线性关系。因为优选实施例，所以电力的相应加电延时是相互不同的。
[0009]根据本发明的第二方面，其中提供一种多模块系统，包括:
[0010]设计成执行预定义功能的多个模块；
[0011]设计成向多个模块提供电力的电源单元；
[0012]其中多个模块各自包括执行从电源单元接收的电力的相应加电延时的电力控制系统。
[0013]根据以上提到的多模块系统的示范实施例，相应加电延时与每个模块的插槽ID有关，其中插槽ID指示每个模块在多模块系统中的位置或编号。具体地，电力的加电延时与多模块系统的每个模块的插槽ID成线性关系。优选地，电力的加电延时中的每个是相互不同的。
[0014]另外，关于以上提到的多模块系统，电力控制系统包括加电延迟逻辑单元，加电延迟逻辑单元布置成产生每个模块的相应加电延时。[0015]根据本发明的第三方面，提供一种模块电路布置，包括:
[0016]设计成执行预定义功能的一个或更多功能单元；
[0017]执行从电源单元接收的电力的加电延时的电力控制系统。电力控制系统包括加电延迟逻辑单元，加电延迟逻辑单元布置成产生相应延时。
[0018]通过本发明，多模块(特别是对于其电源单元)的总的浪涌电流通过与时间相比被平均而大大地减小。因此，可以节约多模块的电源单元的成本和/或复杂结构以及可以延长使用寿命。
[0019]根据下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见，并且参照下文中描述的实施例来阐明本发明的这些和其他方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1示意性地说明现有技术中多模块系统的结构块和操作；
[0021]图2是示出现有技术中单模块系统的电源单元的浪涌电流与时间的关系曲线的图；
[0022]图3是示出如图1中所示的多模块系统的电源单元的浪涌电流与时间的关系曲线的图；
[0023]图4示意性地说明根据本发明实施例的多模块系统的结构块和操作；
[0024]图5是示出作为根据本发明的技术机制的结果的、即如图4中所示的多模块系统的电源单元的浪涌电流与时间的关系曲线的图；
[0025]图6示意性地说明用于减小多模块系统中浪涌电流的方法的过程。
【具体实施方式】
[0026]如图1中所示，现有技术中已知的多模块系统包括电源单元和多个模块，即两个
或更多的模块，诸如“模块1、2........N”，这些模块预先布置成执行某些功能。系统中的
多个模块各自从电源单元接收电力以支持其操作。电源单元连接到外部电网以得到电力。
[0027]特别是，多模块系统的多个模块中的至少一个(优选是每个)包括功能单元和电力控制系统(在图1中示为“PWR系统”)，电力控制系统布置成控制和转换来自电源单元的电力以及传递电力到功能单元。也可能一个模块包括多于一个功能单元。
[0028]如本领域技术人员可能已经知道的，电力控制系统可以实现为现有技术中的硬件或可编程固件电路，以及可以执行软启动和加电定序。一般，软启动基本上实现(为功能单元提供的)电压从零逐渐升高到对应功能单元所需的特定值。此外，加电定序可以实现向模块的相应部件依次供给电压以及一些其他必要的过程。由于相关领域中的普通技术人员熟知软启动和加电定序，所以不必要再用非常详细的方式来描述它们，并且这表示可以引入和使用软启动和加电定序的任何其他可能的实现方式。
[0029]另外，还如本领域技术人员所知，在图中通过“PWR总线”示出的电源总线线路可以包含在多模块系统中以及用于将来自电源单元的电力运送到多个模块中的每个。
[0030]基本上，模块的加电可在电源中产生浪涌电流，如图2的图中所示，图2示出电流的峰值大于正常(额定)值“I”。还可看到，可以表达为I+λ I的峰值可在相对短的时间内下降以及峰宽会是相对小的值，这取决于具体的电路布置。[0031]如果模块的加电操作同时发生，则浪涌电流的峰值将相互叠加而叠加值的结果值也就是Ι*η+Λ I*n (其中“I”项表示模块导致的额定电流，以及“ Λ I”表示峰值和额定值之间的差，η指示模块的数量)将是非常高的值，诸如是模块导致的到电源单元的电流额定值的20倍或者更多倍，如图3中所示。本文中，假设每个模块导致相同的浪涌电流和额定电流。不过，实际上大部分不是这种情况。
[0032]为了避免多模块系统中的浪涌电流的过高的峰，本发明是基于这样的理解:应该防止多个模块导致的浪涌电流的峰叠加到一起。就是说，多模块系统的每个模块的加电可以分配在间隔足够大的不同时间点。
[0033]例I
[0034]如图4中所示，本发明涉及新的机制，其中每个模块的电力控制系统另外构造和布置成当电源单元提供电力时执行模块的相应加电延时。
[0035]特别是，电力控制系统包括加电延迟逻辑单元，加电延迟逻辑单元编程为基于用于在多模块系统中(诸如通过模块的位置，即模块被插入的位置)对模块编号的指示数“插槽ID”来计算延时，以及执行加电延迟。清楚的是，加电延迟逻辑单元可以是硬件或固件元件，或者是其中执行的软件。一般来说，每个模块具有该模块的实际上指示该模块所处的插槽位置的插槽ID。因此，每个模块的加电延迟将是相互不同的。于是，模块导致的浪涌电流的峰将置于不同的时间上。
[0036]优选的是，每个模块的加电延迟值与指示模块在多模块系统中的序号的“插槽ID”成线性关系。
[0037]但是，显然的是，延迟值和“插槽ID”之间的关系不限于是线性。除了插槽ID，每个模块的加电延时值还可以基于其他的参数，只要这些参数能使得延时值不同。应注意到，“设想的延时(perspective time delay) ”可能包含其中一些延时值是相似或相等的情形，只要是这样的情况不导致实质的不利结果。例如，多模式系统中的所有模块可以分类为不同的组，每组包含一个或更多的模块，以及每组的延时值可以是相同的，但是组间的延时值可以是不同的。
[0038]当每个模块的加电被不同地延迟从而由模块导致的浪涌电流的峰值出现在不同
的时间Tp 1\、.......Tn而不叠加到一起时，引起的电源单元中的总的浪涌电流的峰将等
于:Ι*η+ΛΙ，因而可以比现有技术的“Ι*η+ΛΙ*η”低得多，如图5中所示。因此，在多模块系统中的电源单元将承受的由总的浪涌电流造成的影响更小。
[0039]例2
[0040]基于以上的描述，本发明还涉及如上提到的多模块系统中使用的模块电路布置，其作为多模块系统的模块被实现和提到。
[0041]因此，模块电路布置具有布置成执行一个或更多的功能的一个或更多的功能单元和包括加电延迟逻辑单元的电力控制系统，其中加电延迟逻辑单元编程为优选地基于用于在多模块系统中(通过模块的位置，即模块被插入的位置)对模块编号的指示数“插槽ID”来计算延时值，以及执行加电延迟。清楚的是，加电延迟逻辑单元可以是硬件或固件元件，或者是其中执行的软件。
[0042]此外，加电延迟逻辑单元可能还包括用于计算延迟时间的计时器单元。计时器可以是电路或者程序。[0043]例3
[0044]另外，本发明还涉及一种用于减小多模块系统中浪涌电流(就是峰值电流)的操作方法，该方法实际上在上述多模块系统中可操作并被执行。
[0045]如图6中所示，该方法包括:
[0046]在步骤601中:当开始多模块系统的启动并且系统被供电时，系统中包括的电源单元开始向多模块系统的每个模块提供电力；
[0047]接下来，在步骤602中:每个模块的加电被延迟某时间间隔，其中基于指示模块在多模块系统中所插入的位置的序号“插槽ID”来计算延迟时间间隔。
[0048]由于每个模块的“插槽ID”不同，所以延迟时间间隔也会不同。因此，模块的加电将出现在不同的时间点。
[0049]然而，应注意到，可以基于其他参数来计算延迟时间间隔，以及一些延迟时间间隔或者延时值可以是相似或相等的，只要是这样的情况不导致实质的不利结果。
[0050]接下来，在步骤603中:在加电延迟时间间隔之后，每个模块开始向其功能单元提供(适当的)电力。
[0051]这些步骤的其他详情会与上面描述的那些相似，相关领域中的技术人员能理解这一点。
[0052]除了上面所示的描述，还应理解，术语“模块”基本上是指具体的功能部件，诸如多功能系统的集成设备电子器件，以及模块可以是可拆卸的电路布置，导致电源单元中的电流并占据插槽位置。此外，本文中的模块可能与其他的一些模块一起实现一定的功能，或者单独实现某一功能，或者独立地实现数个功能。术语“加电”主要表示电力开始被提供到模块的功能电路。术语“浪涌”主要表示其电流的脉冲或者峰。
[0053]虽然已经在附图中和前面的描述中对本发明进行了详细说明和描述，但是上述说明和描述应被视为是说明性的或者示范性的而不是限定性的；本发明不限于公开的实施例。实践所要求保护的发明的本领域技术人员可以从对附图、公开以及所附权利要求书的研究中理解并实现公开的实施例的其他变化。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或者其他单元可能完成权利要求书中陈述的数个项目的功能。仅“在互相不同的从属权利要求中陈述某些措施”这一事实并不表明不能有效地使用这些措施的组合。权利要求书中的任何参考标记不应解释为限制范围。
【权利要求】
1.一种用于减小多模块系统的浪涌电流的方法，其中所述多模块系统包括多个模块和电源单元,所述方法包括: 从所述电源单元向所述多模块系统的每个模块提供电力；以及 所述多模块系统的每个模块执行所述电力的相应加电延时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电力的所述加电延时与所述多模块系统的每个模块的插槽ID有关，其中所述插槽ID指示每个模块在所述多模块系统中的位置或编号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述电力的所述加电延时与所述多模块系统的每个模块的插槽ID成线性关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电力的所述相应加电延时是相互不同的。
5.—种多模块系统,包括: 设计成执行预定义功能的多个模块； 设计成向所述多个模块提供电力的电源单元； 其中所述多个模块中的每个包括执行从所述电源单元接收的电力的相应力电延时的电力控制系统。
6.根据权利要求5所述的多模块系统,其特征在于所述相应加电延时与每个模块的插槽ID有关，其中所述插槽ID指示每个模块在所述多模块系统中的位置或编号。
7.根据权利要求6所述的多模块系统，其特征在于所述电力的所述加电延时与所述多模块系统的每个模块的插槽ID成线性关系。
8.根据权利要求5所述的多模块系统，其特征在于所述电力的所述加电延时中的每个是相互不同的。
9.根据权利要求5所述的多模块系统，其中所述电力控制系统包括加电延迟逻辑单元，所述加电延迟逻辑单元布置成产生所述相应延时。
10.一种模块电路布置,包括: 设计成执行预定义功能的一个或更多功能单元； 执行从电源单元接收的电力的相应加电延时的电力控制系统。
11.根据权利要求10所述的模块电路布置，其中所述电力控制系统包括加电延迟逻辑单元，所述加电延迟逻辑单元布置成产生所述相应延时。
【文档编号】H02H9/02GK103718407SQ201180069567
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2011年3月24日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】苗锋, 胡斌, 潘健波 申请人:爱立信(中国)通信有限公司