一种连接USB扩展卡的热插电路的制作方法

本实用新型涉及用电安全检测技术领域，具体涉及一种连接usb扩展卡的热插电路。

背景技术：

在云计算、大数据时代，海量的数据需要存储和计算，数据中心的服务器部署密度越来越大。在数据量暴增的时代，数据时时刻刻都在被分类存储和计算，这就对数据中心服务器的长期稳定性和可靠性要求越来越高。

服务器中usb扩展卡是不可或缺的重要部分，而随着网络要求的提高，在线更换usb扩展卡的需求越来越强烈，需要解决当前usb扩展卡热插容易出现故障的技术难题。

如图1所示，现有的服务器架构中，usb扩展卡的供电直接来自于主板，即在服务器开机后，主板pcie槽位pin针上时刻有12v、3.3v等其他信号，其中12v和3.3v为主要供电信号。

由于usb扩展卡输入端存在电感效应，usb扩展卡金手指接触主板pcie槽位pin针瞬间，会在usb扩展卡上产生较大的浪涌电压和瞬间大电流，容易造成击穿usb扩展卡芯片或者触发usb扩展卡过流保护的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例中提供了一种连接usb扩展卡的热插电路，给主板上的12v和3.3v电路分别增加一组开关电路和延时电路，使usb扩展卡和主板连接后，经过设定时间的延时后，主板12v和主板3.3v再给usb扩展卡供电。本实用新型电路能减小热插usb扩展卡时的瞬间大电流和浪涌电压，避免电感效应导致的击穿usb扩展卡芯片或者触发usb扩展卡过流保护的问题。

本实用新型实施例公开了如下技术方案：

本实用新型提供了一种连接usb扩展卡的热插电路，设置于主板上，所述电路包括第一开关电路、第一延时电路、第一保护电路、第二开关电路、第二延时电路、第二保护电路，所述第一开关电路连接第一延时电路和usb扩展卡，所述第一延时电路连接第一保护电路，所述第二开关电路连接第二延时电路和usb扩展卡，所述第二延时电路连接第二保护电路，所述第一延时电路和第二延时电路连接主板和usb扩展卡；

所述第一开关电路用于控制主板12v给usb扩展卡供电，所述第一延时电路用于控制第一开关电路导通，所述第一保护电路用于保护第一延时电路，

所述第二开关电路用于控制主板3.3v给usb扩展卡供电，所述第二延时电路用于控制第二开关电路导通，所述第二保护电路用于保护第二延时电路；

所述usb扩展卡上的usb识别信号用于判断usb扩展卡是否热插到主板上。

进一步地，所述第一开关电路包括pmos管q1，pmos管q1的s极连接主板12v，pmos管q1的d极连接usb扩展卡，pmos管q1的g极连接所述第一延时电路。

进一步地，所述第二开关电路包括pmos管q2，pmos管q2的s极连接主板3.3v，pmos管q2的d极连接usb扩展卡，pmos管q2的g极连接所述第二延时电路。

进一步地，所述第一延时电路包括电阻r1和电容c1，电阻r1的一端连接pmos管q1的g极和电容c1的一端，电阻r1的另一端连接所述第一保护电路，电容c1的另一端接地；所述第二延时电路包括电阻r2和电容c2，电阻r2的一端连接pmos管q2的g极和电容c2的一端，电阻r2的另一端连接所述第二保护电路，电容c2的另一端接地。

进一步地，所述第一保护电路包括二极管d1，所述第二保护电路包括二极管d2；二极管d1的负极连接电阻r1的另一端，二极管d1的正极连接usb扩展卡和二极管d2的正极，二极管d2的负极连接电阻r2的另一端，二极管d2的正极连接usb扩展卡。

进一步地，所述usb扩展卡上的usb识别信号接地。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本实用新型提供的连接usb扩展卡的热插电路，给主板上的12v和3.3v电路分别增加pmos管电路和rc延时电路，使usb扩展卡和主板连接后，经过t1时间，主板12v通过pmos管q1给usb扩展卡供电，经过t2时间，主板3.3v通过pmos管q2给usb扩展卡供电；延时电路控制usb扩展卡接收到主板12v和3.3v的上电先后顺序。pmos管电路和rc延时电路极大程度上减小了热插usb扩展卡时的瞬间大电流和浪涌电压，从而确保usb扩展卡热插时不会因为主板与usb扩展卡之间的电感效应，导致浪涌电压和瞬间电流过大，造成usb扩展卡故障。

本实用新型提供的连接usb扩展卡的热插电路，二极管可以防止usb扩展卡和主板连接后，pmos管向usb识别信号放电，保证rc延时电路按设定的时间延时。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有连接usb扩展卡的热插电路结构框图；

图2为本实用新型实施例所述连接usb扩展卡的热插电路结构框图；

图3为本实用新型实施例所述连接usb扩展卡的热插电路原理图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图2所示，为本实用新型所述的连接usb扩展卡的热插电路结构框图，电路设置于主板上，电路包括第一开关电路、第一延时电路、第一保护电路、第二开关电路、第二延时电路、第二保护电路，第一开关电路连接第一延时电路和usb扩展卡，第一延时电路连接第一保护电路，第二开关电路连接第二延时电路和usb扩展卡，第二延时电路连接第二保护电路，第一延时电路和第二延时电路连接主板和usb扩展卡。

如图3所示，为本实用新型所述的连接usb扩展卡的热插电路原理图，第一开关电路用于控制主板12v给usb扩展卡供电，第一延时电路用于控制第一开关电路导通，第一保护电路用于保护第一延时电路；第二开关电路用于控制主板3.3v给usb扩展卡供电，第二延时电路用于控制第二开关电路导通，第二保护电路用于保护第二延时电路；usb扩展卡上的usb识别信号用于判断usb扩展卡是否热插到主板上。

第一开关电路包括pmos管q1，pmos管q1的s极连接主板12v，pmos管q1的d极连接usb扩展卡，pmos管q1的g极连接第一延时电路。

第二开关电路包括pmos管q2，pmos管q2的s极连接主板3.3v，pmos管q2的d极连接usb扩展卡，pmos管q2的g极连接第二延时电路。

pmos管q1和q2型号为fnk0113p，pmos管导通电流13a，导通电压vgs(th)为-1.9v(最小-1v，最大-3v)，其他符合此要求的pmos管也可选用。

第一延时电路包括电阻r1和电容c1，电阻r1的一端连接pmos管q1的g极和电容c1的一端，电阻r1的另一端连接第一保护电路，电容c1的另一端接地；第二延时电路包括电阻r2和电容c2，电阻r2的一端连接pmos管q2的g极和电容c2的一端，电阻r2的另一端连接第二保护电路，电容c2的另一端接地。

本实用新型中电容选择mlcc，电阻选用贴片电阻，rc延时传递时间＝电阻阻值*电容容值。根据实际应用，rc的延时时间取值可灵活调整，本电路通常要求12v先导通，3.3v后导通。例如本电路中延时设定为：r1＝50kohm，c1＝0.1uf，q1的延时启动导通时间t1＝50000*0.0000001＝0.005s；r2＝100kohm，c2＝0.1uf，q2的延时启动导通时间t2＝100000*0.0000001＝0.01s。

第一保护电路包括二极管d1，第二保护电路包括二极管d2；二极管d1的负极连接电阻r1的另一端，二极管d1的正极连接usb扩展卡和二极管d2的正极，二极管d2的负极连接电阻r2的另一端，二极管d2的正极连接usb扩展卡。

二极管型号为bat54c，二极管d1和d2防止usb扩展卡和主板连接后，pmos管向usb识别信号放电，保证rc延时电路按设定的时间延时。

本实用新型电路工作原理如下：

主板上usb识别信号端口默认设置为高电平，usb扩展卡上的usb识别信号接地；

当usb扩展卡和主板未连接时，usb识别信号的高电平通过二极管d1和d2，使得pmos管q1和q2的g极保持高电平，pmos管q1和q2的s极也为高电平，pmos管q1和q2都截止，主板12v和3.3v不输出到usb扩展卡上；

当usb扩展卡和主板连接后，usb识别信号接地变为低电平，pmos管q1和q2上的g极电压通过电容放电，t1时间后，pmos管q1的vgs达到导通条件，主板12v通过pmos管q1给usb扩展卡供电，t2时间后，pmos管q2的vgs达到导通条件，主板3.3v通过pmos管q2给usb扩展卡供电。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。