一种基于CPLD技术可控制多路电源通断的电路及方法与流程

本发明属于电路控制技术领域，具体是一种基于cpld技术可控制多路电源通断的电路及方法。

背景技术：

现在的很多电路主控制板一般是外接电源后即通电工作，并同时向扩展接口板提供工作电源，即便扩展接口为空载时(比如没有外接扩展板)，主控制板也还是会提供工作电源，即不具备监测是否有外接扩展板，也就更加无法根据监测结果来控制是否提供工作电源的方案。这样不仅浪费了电能，而且很不智能，一定程度上降低了电路板的生命周期。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种基于cpld技术可控制多路电源通断的电路。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于cpld技术可控制多路电源通断的电路，包括可编程器cpld单元、多路pcie信号接口模块、以及与每路所述pcie信号接口模块相对应连接的电源管理器模块；所述pcie信号接口模块与所述可编程器cpld单元电性连接，所述pcie信号接口模块用于接入子板，具有监测是否有接入子板的功能，并将监测结果信号反馈给所述可编程器cpld单元；所述可编程器cpld单元与所述电源管理器模块电性连接，当所述可编程器cpld单元收到所述pcie信号接口模块反馈的信号后，如果信号表示是已接入了子板，则所述可编程器cpld单元向所述电源管理器模块发送使能信号，所述电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块供电。

进一步地，所述电源管理器模块包括单通道热插拔控制器u、第一电容c、第二电容c、第一下拉电阻r、第二下拉电阻r、第三下拉电阻r、第四下拉电阻r和mos管q；所述可编程器cpld单元连接所述单通道热插拔控制器u的管脚3，向所述单通道热插拔控制器u发送使能信号；所述单通道热插拔控制器u的管脚11与所述可编程器cpld单元相连，向可编程器cpld单元发送所述pcie信号接口模块是否有接入子板的信号；所述第一下拉电阻r接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u的管脚2相连；所述第二下拉电阻r接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u的管脚11相连；所述第三下拉电阻r一端接地，另一端与所述单通道热插拔控制器u的管脚3相连；所述第一电容c和第二电容c并联后与所述单通道热插拔控制器u的管脚16相连，并且经过第四下拉电阻r与mos管q的管脚5相连，所述第四下拉电阻r的两端还分别与所述单通道热插拔控制器u的管脚16和15相连；mos管q的管脚1、2和3并联后输出直流12v电压。

进一步地，所述单通道热插拔控制器u的型号为mic2583-jbqs。

进一步地，所述可编程器cpld单元的型号为epm1270f256c5n。

进一步地，所述pcie信号接口模块的型号为fci10052842-101lf。

进一步地，所述mos管q的型号为irfh6200trpbf。

进一步地，所述pcie信号接口模块和电源管理器模块为3路。

本发明还提供了一种基于cpld技术可控制多路电源通断的方法，包括步骤：

s1:pcie信号接口模块监测是否连接有子板；

s2：当所述pcie信号接口模块监测到连接有所述子板时，立即向可编程器cpld单元发送一个已连接所述子板的子板信号；当所述pcie信号接口模块监测到未连接有所述子板时，立即向可编程器cpld单元发送一个未连接所述子板的未子板信号；

s3：当所述可编程器cpld单元收到所述子板信号后，则向电源管理器模块发送电源使能信号；当所述可编程器cpld单元收到所述未子板信号后，则不向电源管理器模块发送电源使能信号；

s4:所述电源管理器模块收到所述电源使能信号后，提供工作电压给所述pcie信号接口模块，并向所述可编程器cpld单元反馈电源是否正常，如果正常，则反馈电源正常信号，否则反馈电源异常信号；

进一步地，还包括步骤s5:当所述可编程器cpld单元收到所述电源正常信号后，则向所述pcie信号接口模块发送电源使能信号，所述pcie信号接口模块被电源使能后，则向其接入的子板提供工作电压；否则不发送电源使能信号。

进一步地，所述电源管理器模块提供的工作电压为直流12v。

本发明通过pcie信号接口模块监测是否接入有子板，并反馈给可编程器cpld单元，可编程器cpld单元再根据电源管理器模块反馈的信号使能pcie信号接口模块，从而自动实现控制电源的通断，有效降低了电耗，同时延长了电路的使用周期。

附图说明

图1：本发明的电路结构框图。

图2：pcie信号接口模块j2的电路原理图。

图3：pcie信号接口模块j4的电路原理图。

图4：pcie信号接口模块j5的电路原理图。

图5：可编程器cpld单元u6的一部分电路原理图。

图6：可编程器cpld单元u6的另一部分电路原理图。

图7：可编程器cpld单元u6的又另一部分电路原理图。

图8：第一路电源管理器模块的电路原理图。

图9：第二路电源管理器模块的电路原理图。

图10：第三路电源管理器模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种基于cpld技术可控制多路电源通断的电路，包括可编程器cpld单元u6、pcie信号接口模块j2、pcie信号接口模块j4、pcie信号接口模块j5、第一路电源管理器模块、第二路电源管理器模块和第三路电源管理器模块。

如图2-4所示，pcie信号接口模块j2、pcie信号接口模块j4和pcie信号接口模块j5均采用的型号为fci10052842-101lf的模块，用于外接子板，并具有实时监测是否有子板接入的功能，并将监测结果反馈给可编程器cpld单元u6，可编程器cpld单元u6收到pcie信号接口模块j2、pcie信号接口模块j4和pcie信号接口模块j5反馈的信号后，当pcie信号接口模块j2反馈的信号表示的是接入了子板时，则可编程器cpld单元u6向所述第一路电源管理器模块发送使能信号，所述第一路电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块j2供电。

当pcie信号接口模块j4反馈的信号表示的是接入了子板时，则可编程器cpld单元u6向所述第二路电源管理器模块发送使能信号，所述第二路电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块j4供电。

当pcie信号接口模块j5反馈的信号表示的是接入了子板时，则可编程器cpld单元u6向所述第三路电源管理器模块发送使能信号，所述第三路电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块j5供电。

如图8所示，第一路电源管理器模块主要包括单通道热插拔控制器u97、第一电容c438、第二电容c439、第一下拉电阻r503、第二下拉电阻r504、第三下拉电阻r506、第四下拉电阻r495和mos管q11。

具体的连接关系以及作用原理如下：

如图2和5所示，pcie信号接口模块j2的f4脚与可编程器cpld单元u6的b6脚连接，将监测是否有接入子板的信号发送给可编程器cpld单元u6。pcie信号接口模块j2默认状态下，l1脚接地，f4脚和l1脚不相连处于高电平状态，此时状态表示未接入子板。当pcie信号接口模块j2有子板接入时，f4脚和l1脚互相连接将信号拉低，此时状态表示已经接入子板。

如图2和6所示，可编程器cpld单元u6的l2脚与pcie信号接口模块j2的k4脚相连，默认状态下可编程器cpld单元u6与pcie信号接口模块j2之间为高电平状态，当pcie信号接口模块j2接入子板时，如图6和8所示，所述可编程器cpld单元u6的管脚k1与所述单通道热插拔控制器u97的管脚3连接，可编程器cpld单元u6用于向所述单通道热插拔控制器u97发送电源使能信号。

所述单通道热插拔控制器u97的管脚11与所述可编程器cpld单元u6的管脚l1连接，当电源不正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源报错信号。

所述单通道热插拔控制器u97的管脚2与所述可编程器cpld单元u6的管脚k2连接，当电源正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源正常信号。

所述第一下拉电阻r503接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u97的管脚2相连；所述第二下拉电阻r504接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u97的管脚11相连；所述第三下拉电阻r506一端接地，另一端与所述单通道热插拔控制器u97的管脚3相连，通过三个拉电阻上下拉，可以有效维持信号的稳定。

所述第一电容c438和第二电容c439并联后与所述单通道热插拔控制器u97的管脚16相连，并且经过第四下拉电阻r495与mos管q11的管脚5相连，所述第四下拉电阻r495的两端还分别与所述单通道热插拔控制器u97的管脚16和15相连；mos管q的管脚1、2和3并联后输出直流12v电压。

如图2和8所示，当所述单通道热插拔控制器u97的电源被使能后，输出的直流12v电压提供给pcie信号接口模块j2,具体是连接pcie信号接口模块j2的a1、b1、c1、d1、e1和f1脚。

如图3和6所示，pcie信号接口模块j4的f4脚与可编程器cpld单元u6的f3脚连接，将监测是否有接入子板的信号发送给可编程器cpld单元u6。pcie信号接口模块j4默认状态下，l1脚接地，f4脚和l1脚不相连处于高电平状态，此时表示未接入子板。当pcie信号接口模块j4有子板接入时，f4脚和l1脚互相连接将信号拉低，此时表示已经接入子板。

如图9所示，第二路电源管理器模块包括单通道热插拔控制器u18、第一电容c277、第二电容c278、第一下拉电阻r211、第二下拉电阻r213、第三下拉电阻r220、第四下拉电阻r210和mos管q13。

如图3和7所示，可编程器cpld单元u6的j14脚与pcie信号接口模块j4的k4脚相连，默认状态下可编程器cpld单元u6与pcie信号接口模块j4之间为高电平状态，当pcie信号接口模块j4接入子板时，则可编程器cpld单元u6向所述第二路电源管理器模块发送使能信号，所述第二路电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块j4供电。

如图7和9所示，所述可编程器cpld单元u6的管脚k14与所述单通道热插拔控制器u18的管脚3连接，可编程器cpld单元u6用于向所述单通道热插拔控制器u18发送电源使能信号。

如图5和7所示，所述单通道热插拔控制器u18的管脚11与所述可编程器cpld单元u6的管脚b1连接，当电源不正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源报错信号。所述单通道热插拔控制器u18的管脚2与所述可编程器cpld单元u6的管脚a2连接，当电源正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源正常信号。

所述第一下拉电阻r211接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u18的管脚2相连；所述第二下拉电阻r213接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u18的管脚11相连；所述第三下拉电阻r220一端接地，另一端与所述单通道热插拔控制器u18的管脚3相连，通过三个拉电阻上下拉，可以有效维持信号的稳定。

所述第一电容c277和第二电容c278并联后与所述单通道热插拔控制器u18的管脚16相连，并且经过第四下拉电阻r210与mos管q13的管脚5相连，所述第四下拉电阻r210的两端还分别与所述单通道热插拔控制器u18的管脚16和15相连；mos管q的管脚1、2和3并联后输出直流12v电压。

如图3和9所示，当所述单通道热插拔控制器u18的电源被使能后，输出的直流12v电压提供给pcie信号接口模块j4,具体是连接pcie信号接口模块j4的a1、b1、c1、d1、e1和f1脚。

如果电源信号正常，可编程器cpld单元u6则向所述第一路电源管理器模块发送电源使能信号，第一路电源管理器模块被使能后，则向pcie信号接口模块j2发送电源使能信号，

如图4和5所示，pcie信号接口模块j5的f4脚与可编程器cpld单元u6的d5脚连接，将监测是否有接入子板的信号发送给可编程器cpld单元u6。pcie信号接口模块j5默认状态下，l1脚接地，f4脚和l1脚不相连处于高电平状态，此时表示未接入子板。当pcie信号接口模块j5有子板接入时，f4脚和l1脚互相连接将信号拉低，此时表示已经接入子板。

如图10所示，第三路电源管理器模块包括单通道热插拔控制器u26、第一电容c290、第二电容c291、第一下拉电阻r239、第二下拉电阻r241、第三下拉电阻r247、第四下拉电阻r238和mos管q14。

如图4和7所示，可编程器cpld单元u6的l13脚与pcie信号接口模块j5的k4脚相连，默认状态下可编程器cpld单元u6与pcie信号接口模块j5之间为高电平状态，当pcie信号接口模块j5接入子板时，则可编程器cpld单元u6向所述第三路电源管理器模块发送使能信号，所述第三路电源管理器模块被使能后，给所述pcie信号接口模块j5供电。

如图7和10所示，所述可编程器cpld单元u6的管脚m13与所述单通道热插拔控制器u26的管脚3连接，可编程器cpld单元u6用于向所述单通道热插拔控制器u26发送电源使能信号。

如图6和10所示，所述单通道热插拔控制器u26的管脚11与所述可编程器cpld单元u6的管脚d2连接，当电源不正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源报错信号。所述单通道热插拔控制器u26的管脚2与所述可编程器cpld单元u6的管脚c2连接，当电源正常时，向可编程器cpld单元u6发送电源正常信号。

所述第一下拉电阻r239接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u26的管脚2相连；所述第二下拉电阻r241接入直流3.3v后与所述单通道热插拔控制器u26的管脚11相连；所述第三下拉电阻r247一端接地，另一端与所述单通道热插拔控制器u26的管脚3相连，通过三个拉电阻上下拉，可以有效维持信号的稳定。

所述第一电容c290和第二电容c291并联后与所述单通道热插拔控制器u26的管脚16相连，并且经过第四下拉电阻r238与mos管q14的管脚5相连，所述第四下拉电阻r238的两端还分别与所述单通道热插拔控制器u26的管脚16和15相连；mos管q的管脚1、2和3并联后输出直流12v电压。

如图4和10所示，当所述单通道热插拔控制器u26的电源被使能后，输出的直流12v电压提供给pcie信号接口模块j5,具体是连接pcie信号接口模块j5的a1、b1、c1、d1、e1和f1脚。

本实施例中，所述可编程器cpld单元u6采用的是epm1270f256c5n芯片，所述单通道热插拔控制器u的型号为mic2583-jbqs，所述cpld的型号为mic2583-jbqs，所述pcie信号接口模块的型号为fci10052842-101lf，所述mos管q的型号为irfh6200trpbf，pcie信号接口模块和电源管理器模块为对应三路，具体几路可以根据实际需求进行灵活设置。

本发明还提供了一种基于cpld技术可控制多路电源通断的方法，由于各模块的步骤都一样，因此本实施例仅以可编程器cpld单元u6、pcie信号接口模块j2和第一路电源管理器模块为例，包括步骤：

s1:pcie信号接口模块j2监测是否连接有子板；

s2：当所述pcie信号接口模块j2监测到连接有所述子板时，立即向可编程器cpld单元u6发送一个已连接所述子板的子板信号；当所述pcie信号接口模块j2监测到未连接有所述子板时，立即向可编程器cpld单元u6发送一个未连接所述子板的未子板信号；

s3：当所述可编程器cpld单元u6收到所述子板信号后，则向第一路电源管理器模块发送电源使能信号；当所述可编程器cpld单元u6收到所述未子板信号后，则不向第一路电源管理器模块发送电源使能信号；

s4:所述第一路电源管理器模块收到所述电源使能信号后，提供直流12v工作电压给所述pcie信号接口模块j2，并向所述可编程器cpld单元反馈电源是否正常，如果正常，则反馈电源正常信号，否则反馈电源异常信号；

s5:当所述可编程器cpld单元u6收到所述电源正常信号后，则向所述pcie信号接口模块j2发送电源使能信号，所述pcie信号接口模块j2被电源使能后，则向其接入的子板提供工作电压；否则不发送电源使能信号。这样可以有效避免第一路电源管理器模块的电压还没准备好时，就让接入在pcie信号接口模块j2上的子板电源便开始工作的现象发生，否则电压不稳(比如电压过高)可能会烧坏子板。可编程器cpld单元u6只有收到第一路电源管理器模块的正常电源信号后，才会向所述pcie信号接口模块j2发送电源使能信号。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。