CN101951340A - 背板、板卡及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背板、板卡及网络设备，背板包括基板，基板上设置有电源接口、多个插槽以及连接于多个插槽之间的连接走线，还包括：第一定位梢，设置于基板上且位于插槽一侧，用于与***插槽的板卡上的第一定位栓相配合以固定板卡；电源走线，设置于基板的表面，分别与电源接口和第一定位梢连接，以通过第一定位梢和第一定位栓向板卡供电。采用本发明技术方案，可以使背板提供较大的电流，而所提供的大电流不经过基板，降低了大电流产生的热量对背板的损伤，以及大电流对其他信号的干扰。

Description

背板、板卡及网络设备

技术领域

本发明涉及通信设备中的背板，尤其涉及一种背板、板卡及网络设备。

背景技术

模块化是指把性能不同但功能或作用上拥有相同点的设备的接口、尺寸等进行标准化，而标准化的设备被称为模块；这些模块被放置在一个模块化机箱中，并与模块化机箱一起构成模块化设备，又称模块化主机。其中，用户可以根据需求选择适当的模块，并将模块安装到模块化机箱内灵活方便的实现各种功能。

通常，模块根据其功能可分为管理模块、业务模块和电源模块，不同功能的模块具有不同的作用，例如电源模块用于向各模块提供工作电流。而模块化设备包括机箱和背板；机箱用于模块的放置和固定；背板主要用于实现模块间的互联互通。其中，背板是一块印刷电路板(Printed CircuitBoard；简称为：PCB)，PCB板上设有多个连接件(通常被称为接插件)，背板通过这些接插件实现模块间的互联互通。这些接插件可以分别与电源模块、业务模块或管理模块连接，并可分别定义出不同的信号，例如：电源信号、低速信号或高速信号等。在背板上通过连接走线将各接插件进行互联，最终实现模块间的互联互通。其中，连接走线通常为铜皮走线。

随着设备的端口密度、端口速率越来越高，设备的功耗越来越高，则流经背板的电流越来越大，因此，进行大电流的输送成为背板急需解决的问题。

现有技术中一种传输大电流的技术方案是直接利用PCB板进行大电流的输送，如图1所示。图1所示包括电源背板和主背板，其中电源背板上包括插槽11-插槽14和电源连接器15；主背板包括电源连接器16、电源走线17和电源接插件31-电源接插件34，其他接插件和连接走线未示出。电源连接器15与电源连接器16连接；电源模块21-电源模块24分别对应***插槽11-插槽14，四个电源模块的输出在电源背板上合成一路，通过电源连接器15和电源连接器16被送到主背板上。电流在主背板上通过电源走线17被传输到电源接插件31-电源接插件34。当板卡***主背板时，板卡上的接插件与电源接插件31-电源接插件34中任何一个或几个对应连接，将电流引入到板卡上，然后经过各种电源转换产生满足各板卡工作所需的电压。

在上述技术方案中，一般会通过增加电源走线的厚度或宽度来传输较大的电流；但是，一方面大电流流经PCB板不可避免会产生大量的热量，这些热量如无法及时散走将会损坏PCB板；另一方面这些电流信号基本都会从其他接插件附件走过，对其他接插件上的信号尤其是高速信号会产生较大的干扰。

现有技术中另一种传输大电流的技术方案是采用分区供电方式。如图2所示，电源模块21和电源模块22分别给电源接插件31和电源接插件32供电；而电源模块23和电源模块24分别给电源接插件33和电源接插件34供电。以该方式供电，单路电源走线上的电流减小了，但是，主背板上总的电流还是未能发生变化，因此，这些电流导致的热量问题以及干扰问题依然存在。

发明内容

本发明提供一种背板、板卡及网络设备，用以解决现有技术在传输大电流时，大电流导致的热量散失问题和干扰问题。

本发明提供一种背板，包括基板，所述基板上设置有电源接口、多个插槽以及连接于多个插槽之间的连接走线，还包括：第一定位梢，设置于所述基板上且位于所述插槽一侧，用于与***所述插槽的板卡上的第一定位栓相配合以固定所述板卡；

电源走线，设置于所述基板的表面，分别与所述电源接口和所述第一定位梢连接，以通过所述第一定位梢和所述第一定位栓向所述板卡供电。

本发明提供一种板卡，包括：

第一定位栓，与所述板卡上的受电模块连接。

本发明提供一种网络设备，包括本发明提供的背板。

本发明提供的背板及网络设备，通过在基板上设置第一定位梢和电源走线，电源走线设置于基板表面并与第一定位梢连接实现向***插槽的板卡供电。由于电源走线设置于基板表面而不是基板上，使得电流不经过基板，解决了大电流导致的热量对基板的影响；同时，由于电源走线设置于基板表面且通过第一定位梢向板卡供电，与基板上的其他走线无关，可明显降低对其他走线的干扰；本发明提供的板卡与本发明的背板相适应，因此，采用本发明技术方案，背板上可以传输大电流，却不会受大电流导致的热量和干扰的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为现有技术中直接利用PCB板进行大电流输送的背板结构示意图；

图2为现有技术中利用分区供电方式进行大电流输送的背板结构示意图；

图3a为本发明实施例一提供的背板的一种局部结构的俯视示意图；

图3b为本发明实施例一提供的第一定位梢的结构示意图；

图3c为本发明实施例一提供的第一定位栓的结构示意图；

图3d为本发明实施例一提供的背板的另一种局部结构的俯视示意图；

图4为本发明实施例二提供的背板的局部结构的俯视示意图；

图5a为本发明实施例三提供的背板的局部结构的俯视示意图；

图5b为本发明实施例三提供的背板的局部结构的侧视示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通常，在模块化设备中会安装定位梢用于在板卡插拔过程中起导向作用，而在板卡上会相应的设置有定位栓，定位梢和定位栓通过配套使用，达到对板卡的固定作用。且通常定位梢和定位栓的接触部分一般使用金属材质。本发明技术方案可基于上述结构实现。

实施例一

图3a为本发明实施例一提供的背板的一种局部结构的俯视示意图。如图3a所示，本实施例的背板包括基板1，基板1上设置有电源接口2、多个插槽3、第一定位梢5和电源走线6；多个插槽3之间通过连接走线4进行连接，其中图3a所示连接走线4仅为示意性举例。连接走线4的具体布设由各插槽3之间的互联关系决定。在本领域内，该连接走线4通常为铜皮走线。

其中，电源接口2用于输出电流，其可以是直接安装于基板1上的电源模块的输出端口，也可以是基板1上与电源背板上的电源连接器连接的电源连接器的输出端口。本实施例并不对电源接口2的具体实现进行限制，其具体可视背板结构而定。例如，当背板需要设置独立的电源背板时，电源接口2即为与电源背板的电源连接器连接的基板1上的电源连接器的输出端口，该输出端口输出的电流由电源背板上的电源模块提供，该结构可如图1所示；当基板1上设置有电源插槽时，电源模块也可以直接***背板上的电源插槽，则电源插槽的输出端口即为本实施例中的电源接口2，该结构可如图2所示。

插槽3用于供各种板卡***，并通过基板1上的连接走线4使各板卡互联互通。其中，根据板卡的功能基板1上可以设置有与板卡相适应的多种插槽3，例如可以设置有电源插槽、业务板卡插槽和管理板卡插槽等。

第一定位梢5，设置于基板1上且位于插槽3的一侧，即每个插槽3一侧均设置有第一定位梢5，用于与***插槽3的板卡上的第一定位栓相配合以固定板卡。其中，第一定位梢和第一定位栓的结构可分别如图3b和图3c所示，但并不限于此。图3b和图3c所示仅用于说明第一定位梢和第一定位栓需要配合使用，在结构上需要相互适应。具体的，第一定位梢***第一定位栓中，实现对板卡的固定。

电源走线6，设置于基板1的表面，并与基板1的表面绝缘，以减小电源电流信号对基板1上其他信号产生的干扰等不良影响。通常电源走线6的外层会包覆有绝缘层(未示出)，该绝缘层使电源走线6与基板1的表面绝缘。另外，除了在电源走线6外面设置绝缘层外，还可在电源走线6与基板1之间留设一安全距离，以进一步减小电源走线6上的电源电流信号对基板1的不良影响；其中，由于留设安全距离的方案为可选方案，因此，未进行图示，本发明各实施例以设置绝缘层的方案(即电源走线6与基板1直接接触)为例。同时，电源走线6分别与电源接口2和第一定位梢5连接，用于从电源接口2接收电流，并通过第一定位梢5将电流提供给板卡。其中，在本实施例中，要求板卡上的第一定位栓与板卡上的受电模块连接，以便于能将基板1上的电源走线6所输送的电流提供给受电模块。

本实施例的背板，通过在基板表面设置电源走线，使电流经由基板表面走过，基板上不再承载大电流，改善了基板的散热性能，解决了现有技术中大电流导致的热量散失问题，降低了热量对基板的损害程度；同时，通过在基板表面单独走电流信号，并通过与其连接的第一定位梢将电流提供给板卡，基板上不再承载大的电源电流，降低了电源电流信号对高速信号的干扰，降低了现有技术中在基板上走大电流时大电流对高速信号等造成的干扰。

进一步，本实施例的背板电源走线设置于基板表面，而非设置于基板上，在承载大电流的同时，无需背板增加电源走线的叠层，因此，可以减小背板的设计难度，允许背板上使用更少的走线叠层。

在上述技术方案中，本实施例的第一定位梢5可以直接设置于基板1上，并通过额外连接线以焊接方式与电源走线6相连。其中，额外连接线同样设置于基板1的表面，且与基板1具有一定安全距离。另外，本实施例的第一定位梢5还可以通过螺丝直接固定于电源走线6上，以实现固定并同时实现与电源走线6的连接。该结构实现方式简单，且便于后续更换和维修。

其中，基于铜材料具有较好的导电性能，本发明上述实施例中的第一定位梢5具有导电性，其材料优选采用铜。相应的，与第一定位梢5对应的第一定位栓也具有导电性，且优选材料为铜。且电源走线6也优选为以铜条作其材料，即本发明实施例中的电源走线6为一铜条。上述除了铜之外，其他可导电的金属材料，如铝、银或合金等也可以作为本发明第一定位梢5和电源走线6的材料，本发明并不对此进行限定。

进一步，如图3d所示，为了与现有背板结构相适应，本发明的背板的基板上设置有插槽3，插槽3中除了包括信号接插件(未示出)之外，还设置有电源接插件7，电源接插件7与电源走线6连接。在该结构下，电流分别通过第一定位梢5和电源接插件7提供给板卡。在该结构下，基板1上仍不需承载大的电源电流，因此，不会受到较大电源电流产生的热量的损害；且该结构可以同时由两条路径向板卡提供电流，减轻了第一定位梢5或电源接插件7独自承担时的负担；最重要的是该结构不需要对背板或板卡做大的改动，可以实现与现有技术的兼容。例如：当用户使用的板卡上未设置第一定位栓或者第一定位栓未与板卡上的受电模块连接时，电源电流可以通过该结构中的电源接插件7提供给板卡，在使背板承载较大电流的同时，实现对现有板卡的兼容。

再进一步，在本发明上述实施例中，由于电源走线6设置于基板1的表面，使基板1上不必承载大电流，改善了背板的散热问题；同时，由于电源走线6设置于基板1的外侧其能够较好的散热，即本发明技术方案本身已经具有较佳的散热性能，因此，与现有技术相比，已经可以承载更大的电流。而为了进一步提高散热能力，以进一步提高承载电流的能力，本实施例的基板1上还设置有风道，所述风道用于对电源走线6进行散热，以便于承载更大的电流。其中，风道可由风扇来实现。而为对电源走线6进行散热而设置的风扇，例如可以设置于背板上电源走线6的对端，或电源走线6的左右两侧等位置；风扇的具体设置通常需要综合考虑电源走线、电流大小以及机箱结构等诸多因素的影响。

在上述技术方案的基础上，本发明技术方案为进一步提高电流的承载能力，提供了另一种背板的结构，具体详见实施例二的描述。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的背板的局部结构的俯视示意图。本实施例基于实施例一实现，如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施的基板1上每个插槽3的一侧设置有多个第一定位梢5，在图4中以2个为例。其中，通过增加每个插槽3对应的第一定位梢5的数量，可以构成多条供电通路，利用多路供电的方式可以减小每路上的电流，进而提高整体载流能力。其中，每个插槽3对应设置的第一定位梢5的个数可结合实际的基板布局和电流要求确定。

另外，本实施例还可以通过增加电源走线6(即铜条)的宽度，来进一步提高载流能力，具有实施简单的优势。进一步，由于本实施例的电源走线6设置于基板1的表面，电源走线6的宽度的增加，不会影响基板1上走线的叠层，因此，该技术方案不影响基板的结构，却可以提高载流能力。本实施例的电源走线6的宽度通常可由电流大小和电源走线6的厚度来确定，因此，可以轻松灵活的确定合适宽度的电源走线6。通过采用上述技术方案，可使本发明的背板的载流能力远远高现有技术背板的载流能力。

实施例三

图5a为本发明实施例三提供的背板的局部结构的俯视示意图；图5b为本发明实施例三提供的背板的局部结构的侧视示意图。本实施例可基于上述实施例一或实施例二实现，如图5a和图5b所示，其与上述实施例的区别在于，本实施例的基板1上还设置有第二定位梢8，且第二定位梢8位于第一定位梢5对应的插槽3的另一侧，用于提供地信号，以与第一定位稍5构成电流回路。

其中，本发明上述各实施例中的第一定位梢5上走的是电源信号，通常在背板上还需要地信号，该地信号可以采用现有背板上的地信号，或者采用和现有地信号在背板上的设置方式来设置。本实施例的背板通过设置有第二定位梢8以提供地信号。第二定位梢8与第一定位梢5共同构成通路向板卡提供电流。

其中，第一定位梢5和第二定位梢8可以通过螺丝9(如图5b所示)被直接固定在基板1上，该设置方式易于后续维护或更换。

进一步，在上述技术方案的基础上，为了支持热插拔的功能，要求第二定位梢8的高度要大于第一定位梢5的高度(如图5b所示)。这样可以保证在热插拔过程中，板卡先接触地信号，即第二定位梢8，以保证板卡安全。其中，由于各个电源信号可以共用一个地信号，因此，本实施例的第二定位梢8的个数可以与第一定位梢5的个数相同，也可以与第一定位梢5的个数不同，本实施例并不对此进行限制。但是，由于地是配合电源构成电流回流的通路的，通常电源数量和地的数量是一一对应的，因此，优选技术方案是第一定位梢5和第二定位梢8的数量相同。

实施例四

本发明实施例四提供一种板卡，其上设置有第一定位栓，用于与本发明提供的背板上的第一定位梢相配合以固定板卡；同时该第一定位栓与板卡上的受电模块连接，以便于与背板上的电源走线和第一定位梢配合向板卡提供电流。

本实施例的板卡通过第一定位栓与受电模块连接，并以供背板上的第一定位梢通过其向板卡提供电流，可以解决背板上承载大电流的问题，使得背板上不再承载大电流，进而解决了背板上走大电流导致的热量散失问题和信号干扰问题。

进一步，当背板上设置有第二定位梢时，本实施例的板卡上还可以设置有与第二定位梢配合使用的第二定位栓。且第二定位梢和第二定位栓的结构和对应关系也可以采用图3b和图3c所示的结构。通过附加第二定位梢和第二定位栓可以提高对板卡固定的稳定度和可靠性。

实施例五

本发明实施例五提供一种网络设备，包括本发明实施例提供的背板。本实施例的网络设备可以是大型交换机或路由器等具有大电流背板的设备。

本实施例的网络设备，通过采用本发明实施例提供的背板的结构，同样可以实现承载较大电流，却不必担心大电流导致的热量散失问题以及对高速信号等产生干扰问题。

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。

Claims (11)

1.一种背板，包括基板，所述基板上设置有电源接口、多个插槽以及连接于多个插槽之间的连接走线，其特征在于：还包括：

第一定位梢，设置于所述基板上且位于所述插槽一侧，用于与***所述插槽的板卡上的第一定位栓相配合以固定所述板卡；

电源走线，设置于所述基板的表面，分别与所述电源接口和所述第一定位梢连接，以通过所述第一定位梢和所述第一定位栓向所述板卡供电。

2.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，所述第一定位梢通过螺丝固定于所述电源走线上。

3.根据权利要求2所述的背板，其特征在于，所述第一定位梢的材料为铜。

4.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，每个插槽包括电源接插件，所述电源走线与所述电源接插件连接。

5.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，所述基板上还包括：

第二定位梢，设置于所述基板上，与所述第一定位梢对应位于所述插槽的另一侧，用于提供地信号，以与所述第一定位梢构成电流回路。

6.根据权利要求5所述的背板，其特征在于，所述第二定位梢的高度大于所述第一定位梢的高度。

7.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，对应于每个插槽的所述第一定位梢为一个或多个。

8.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，所述基板上设置有风道，以用于对所述电源走线进行散热。

9.根据权利要求1-8任一项所述的背板，其特征在于，所述电源走线为铜条。

10.一种板卡，其特征在于，包括：

第一定位栓，与所述板卡上的受电模块连接。

11.一种包括权利要求1-9任一项所述的背板的网络设备。

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