JPH04101622A - Inserting and removing circuit for hot-line - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate adverse influence of chattering at a connector at the time of inserting and removing to a logic circuit by providing hysteresis characteristic in making and breaking operation of a relay. CONSTITUTION:When a voltage E2 exceeds a first predetermined voltage (VZ1+ VBE1) at a time t2, a transistor Q1 is turned ON, a relay RL and a transistor Q2 are driven, and hence a contact rl is made. On the other hand, when the transistor Q2 is turned ON, Zener diodes Z1, Z2 are connected in parallel. Here, since the Zener voltages are selected to VZ1>VZ2, ON/OFF characteristic of input/output characteristic of a relay driver 6a has hysteresis characteristic. Accordingly, the contact rl does not chatter, but can operate.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は活線挿抜回路に関し、特にコンピュータ等の電
子装置の保守時においてパッケージを活線挿抜する際に
発生する諸問題を解決するための活線挿抜回路に関する
。Detailed Description of the Invention Technical Field The present invention relates to a hot-swap circuit, and more particularly to a hot-swap circuit for solving various problems that occur when hot-swapping packages during maintenance of electronic devices such as computers. .

従来技術 第２図は活線挿抜回路６の実装置位置関係を示すブロッ
ク図であり、直流電源５とこの電源の負荷である論理回
路７との間に実装される。そして、活線挿抜回路６は論
理回路７と共にパッケージ化されており、このパッケー
ジ１０か直流電源５とコネクタ８を介して電気的に接続
されるようになっている。尚、コンデンサＣはバイパス
コンデンサであって後述する如く、活線挿抜回路６と協
働動作をなすものである。Prior Art FIG. 2 is a block diagram showing the positional relationship in an actual device of a hot-swap circuit 6, which is mounted between a DC power supply 5 and a logic circuit 7 that is a load of this power supply. The hot-swap circuit 6 is packaged together with the logic circuit 7, and the package 10 is electrically connected to the DC power supply 5 via the connector 8. Incidentally, the capacitor C is a bypass capacitor and operates in cooperation with the hot-swap circuit 6, as will be described later.

従来、この種の活線挿抜回路６の例としては、第５図に
示される回路があり、パッケージ挿入時の突入電流を制
限するための抵抗Ｒ１と、一定時間後これを短絡するた
めのスイッチＳＷと、バイパスコンデンサＣとから構成
されていた。すなわち、スイッチＳＷを開いた状態でパ
ッケージを挿入すると、抵抗Ｒ１を通してバイパスコン
デンサＣの充電か開始され、充電か完了したと思われる
一定時間（例えば、５τ−５ＣＲＩ秒後であれば、９９
．３％まで充電される）後、人手によるスイッチ操作で
抵抗Ｒ１を短絡していた。Conventionally, as an example of this type of hot-swap circuit 6, there is a circuit shown in FIG. 5, which includes a resistor R1 to limit the rush current when inserting a package, and a switch to short-circuit this after a certain period of time. It consisted of SW and bypass capacitor C. That is, when the package is inserted with the switch SW open, charging of the bypass capacitor C starts through the resistor R1, and the charge is assumed to be completed for a certain period of time (for example, after 5τ - 5 CRI seconds, 99
．． After the battery was charged to 3%), the resistor R1 was short-circuited by manual switch operation.

なお、第５図の端子１〜４は第２図の端子１〜４に対応
する。Note that terminals 1 to 4 in FIG. 5 correspond to terminals 1 to 4 in FIG. 2.

しかし、上述した従来の活線挿抜回路は、必ず人手が介
入することになるため誤操作の危険があった。すなわち
、スイッチＳＷをオンしたままでパッケージを挿入して
しまった場合、突入電流が発生し、そのため直流電源５
が過電流でダウンするたけでなく、バイパスコンデンサ
Ｃにダメージを与えるという欠点があった。However, the above-mentioned conventional hot-swap circuit always requires manual intervention, so there is a risk of erroneous operation. In other words, if a package is inserted with the switch SW turned on, an inrush current will occur, which will cause the DC power supply 5 to
Not only does it go down due to overcurrent, but it also has the disadvantage of damaging the bypass capacitor C.

また、逆にスイッチＳＷをオフしたままで運用した場合
、抵抗Ｒ１により電圧降下を生じた電源か論理回路７に
供給され続けることになり、論理回路７の誤動作、特に
間欠障害を招くという欠点もあった。On the other hand, if the operation is continued with the switch SW turned off, the voltage drop caused by the resistor R1 will continue to be supplied to the logic circuit 7, resulting in malfunction of the logic circuit 7, especially intermittent failure. there were.

さらに、パッケージ挿入からスイッチをオンするまでの
時間は人間か旧測しなければならないか、バイパスコン
デンサの容量の大小に応【２てオンするまでの時間を調
整しなければならないという欠点もあった。Furthermore, the time from inserting the package to turning on the switch had to be manually measured, or the time from when the switch was turned on had to be adjusted depending on the capacitance of the bypass capacitor. .

発明の［１的 本発明は上述した従来の欠点を解決するためになされた
ものであり、その［１的は充電用抵抗を自動的に短絡す
ることができる活線挿抜回路を提供することである。[1] The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and the [1] purpose is to provide a hot-swap circuit that can automatically short-circuit a charging resistor. be.

発明の構成 本発明による活線挿抜回路は、電源装置から電圧が供給
されている活線状態において被電圧供給装置を、前記電
源装置に対して挿抜する際、両装置を保護する活線挿抜
回路であって、前記被電圧供給装置と前記電源装置との
間に設けられ、コンデンサ及びこのコンデンサ充電用抵
抗からなる時定数回路と、前記充電用抵抗の両端の短絡
又は短絡解除を行うスイッチング手段と、第１のツェナ
ダイオード及びスイッチングトランジスタの直列回路と
、前記直列回路と並列接続され、前記第１のツェナダイ
オードよりも低いツェナ電圧を有する第２のツェナダイ
オードと、前記コンデンサの充電電圧値が前記第２のツ
ェナダイオードのツェナ電圧値を越えたとき前記スイッ
チング手段による前記充電用抵抗の両端の短絡制御を行
うと共に、前記スイッチングトランジスタをオン制御す
る手段と、前記コンデンサの充電電圧値が前記第１のツ
ェナダイオードのツェナ電圧値より低下したとき前記ス
イッチング手段による前記充電用抵抗の両端の短絡解除
を行う手段とを有することを特徴とする。Composition of the Invention The hot-swap circuit according to the present invention is a hot-swap circuit that protects both devices when a voltage-supplied device is inserted into or removed from the power supply device in a live state where voltage is being supplied from the power supply device. A time constant circuit provided between the voltage supply device and the power supply device and comprising a capacitor and a resistor for charging the capacitor, and a switching means for short-circuiting or releasing the short-circuit between both ends of the charging resistor. , a series circuit of a first Zener diode and a switching transistor, a second Zener diode connected in parallel with the series circuit and having a lower Zener voltage than the first Zener diode, and a charging voltage value of the capacitor set to the When the Zener voltage value of the second Zener diode is exceeded, the switching means short-circuits both ends of the charging resistor, and the switching transistor is turned on. and means for releasing the short-circuit between both ends of the charging resistor by the switching means when the Zener voltage value of the Zener diode becomes lower than the Zener voltage value of the Zener diode.

実施例 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。Example Next, embodiments of the present invention will be described using the drawings.

第１図は本発明による活線挿抜回路の一実施例の構成を
示す回路図であり、第２図に示されている論理回路７の
前段に位置し、コネクタ８を紅白して直流電源５の活線
への挿抜を容易ならしめるものである。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the hot-swap circuit according to the present invention, which is located before the logic circuit 7 shown in FIG. This makes it easy to insert and remove the wire into a live wire.

第１図において、６ａはＮＰＮ　ｌ−ランシスタＱと、
このトランジスタＱ１のコレクタ出力により駆動される
電磁リレーＲＬと、ベース抵抗Ｒ４と、ホイーリングダ
イオートＤ１とからなるリレードライブ回路、６ｂは突
入電流制限抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の両端を短絡する
リレーＲＬのメーク接点ｒｉ）とからなる突入電流制限
回路、６ｃはツェナダイオードＺ１と抵抗Ｒ２とからな
る第１の基準電圧回路、６ｄはツェナダイオードＺ２と
スイッチング用ＰＮＰ　）ランンスタＱ２と、トランジ
スタＱ２のベースバイアス抵抗Ｒ３Ｒ５とからなる第２
の基準電圧回路である。つまり、第２図中の活線挿抜回
路６がこれら６８〜６ｄに対応しているのである。また
、１〜４は第２図の端子〕〜４に夫々対応している。In FIG. 1, 6a is an NPN l-run transistor Q,
A relay drive circuit consisting of an electromagnetic relay RL driven by the collector output of this transistor Q1, a base resistor R4, and a wheeling diode D1, 6b is an inrush current limiting resistor R1, and a relay that shorts both ends of this resistor R1. 6c is a first reference voltage circuit consisting of a Zener diode Z1 and a resistor R2, 6d is a Zener diode Z2 and a switching PNP, a run star Q2, and the base of the transistor Q2. A second resistor consisting of bias resistors R3R5
This is a reference voltage circuit. In other words, the hot-swap circuit 6 in FIG. 2 corresponds to these 68 to 6d. Further, 1 to 4 correspond to terminals 1 to 4 in FIG. 2, respectively.

次に、活線挿抜時のタイムチャートを示す第３図に従っ
て、第１図、第２図の動作を説明する。Next, the operations shown in FIGS. 1 and 2 will be explained with reference to FIG. 3, which shows a time chart during hot insertion and removal.

まず、時刻ｔＯて活線挿抜回路６を含むパッケージ１０
がコネクタ８を介して直流電源５に挿入されると、突入
電流制限抵抗Ｒ１を通してバイパスコンデンサＣの充電
が開始される。すると、活線挿抜回路の出力電圧Ｅ２は
第３図に示されているように、コンデンサＣと、このコ
ンデンサＣの充電用であると共に突入電流制限用の抵抗
Ｒ１との時定数をもって上ｙ７する。First, at time tO, a package 10 including a hot-swap circuit 6
When is inserted into the DC power supply 5 via the connector 8, charging of the bypass capacitor C is started through the inrush current limiting resistor R1. Then, as shown in Fig. 3, the output voltage E2 of the hot-swap circuit increases by y7 with the time constant of the capacitor C and the resistor R1, which charges the capacitor C and limits the inrush current. .

ところで、一般に保守時のパッケージ交換は人手で行わ
れるため、コネクタ８てのチャタリングは必ず発生する
。従って、ここでは、時刻ｔ１においてチャタリング（
期間Ｔｏ）が発生ずる場合を説明する。このとき、活線
挿抜回路６の入力端子Ｅ１は、第３図に示されているよ
うなパルス状の波形となるが、その出力電圧Ｅ２は、抵
抗Ｒ１とコンデンサＣとの時定数のために、充放電を繰
返しながら上昇していく。By the way, since package replacement during maintenance is generally done manually, chattering in the connector 8 is bound to occur. Therefore, here, chattering (
A case in which period To) occurs will be explained. At this time, the input terminal E1 of the hot-swap circuit 6 has a pulse-like waveform as shown in FIG. , rises through repeated charging and discharging.

しかし、ツェナダイオードＺ１のツェナ電圧Ｖｚ１及び
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥＩに
よって決まる第１の規定電圧ＶＺｌ＋ＶＢＥＩを越える
までは（時刻ｔＯ〜ｔ２）、ｌ−ランジスタＱ１はオフ
したままである。したがって、リレーＲＬも動作せず、
接点ｒｌｌ　Ｉ及び「１１２はブレークしたままである
。However, the l-transistor Q1 remains off until it exceeds the first specified voltage VZl+VBEI determined by the Zener voltage Vz1 of the Zener diode Z1 and the base-emitter voltage VBEI of the transistor Q1 (time tO to t2). Therefore, relay RL also does not operate,
Contacts rll I and '112 remain broken.

そして、時刻ｔ２で出力電圧Ｅ２が第１の規定電圧ＶＺ
Ｉ＋ＶｎＰｌを越えると、トランジスタＱ１がオンして
、リレーＲＬ及びトランジスタＱ２を駆動するため、接
点「ｇはメークする。接点「ｇのメークにより突入電流
制限用の抵抗Ｒ１は両端が短絡され、論理回路７には、
直流電源５の出力電圧がそのまま印加されることになる
。Then, at time t2, the output voltage E2 reaches the first specified voltage VZ.
When I+VnPl is exceeded, transistor Q1 turns on and drives relay RL and transistor Q2, so contact g is made. By making contact g, both ends of inrush current limiting resistor R1 are short-circuited, and the logic circuit In 7,
The output voltage of the DC power supply 5 is applied as is.

一方、トランジスタＱ２のオンによりツェナダイオード
Ｚｌと２２とが並列に接続される。ここでは、それらツ
ェナ電圧をＶＺＩ＞ＶＺ２に選んであるため、リレート
ライブ回路６ａの人出力特性であるオンオフ特性は第４
図に示されているようなヒステリシス特性をもつことに
なる。したがって、第３図に示されているように、接点
ｉはチャタリングをおこさずに動作（ブレーク→メーク
）することができる。On the other hand, by turning on transistor Q2, Zener diode Zl and 22 are connected in parallel. Here, since these Zener voltages are selected to satisfy VZI>VZ2, the on-off characteristic, which is the human output characteristic of the relay live circuit 6a, is the fourth
It will have hysteresis characteristics as shown in the figure. Therefore, as shown in FIG. 3, contact i can operate (break→make) without chattering.

すなわち、第４図を参照すれば、突入電流制限用の抵抗
Ｒ１の両端を短絡するためのリレー接点ｒｆがブレーク
状態からメーク状態へと変化するためには、出力電圧Ｅ
２、すなわちコンデンサＣの充電電圧がＶＺｌ＋ＶＢＣ
Ｉの電圧値を越えなければならない。これに対して、リ
レー接点　「ｇがメーク状態からブレーク状態へと変化
するためには、コンデンサＣ（７）充電電圧がｖＺ２＋
Ｖｃｒシ２＋ｖＢＥ１の電圧値より低下しなければなら
ない。よって、挿抜時におけるリレー接点「ｇのチャタ
リンクを有効に防止できるのである。That is, referring to FIG. 4, in order for the relay contact rf for shorting both ends of the inrush current limiting resistor R1 to change from the break state to the make state, the output voltage E must be
2, that is, the charging voltage of capacitor C is VZl + VBC
The voltage value of I must be exceeded. On the other hand, in order for the relay contact g to change from the make state to the break state, the capacitor C (7) charging voltage must be vZ2+
It must be lower than the voltage value of Vcr2+vBE1. Therefore, it is possible to effectively prevent chatter of the relay contact "g" during insertion and removal.

以上のように、パッケージ挿入動作による接点「ｇのメ
ーク状態て論理回路は所定の動作を行う。As described above, the logic circuit performs a predetermined operation when the contact "g" is in the make state due to the package insertion operation.

次に、時刻ｔ３てパッケージを抜去する場合を説明する
。このときも人手が介入するため、コネクタ８において
、第３図のようにチャタリング（期間ＴＩ）が発生する
。活線挿抜回路の入力端子Ｅｌは、期間ＴＯの場合と同
様に、パルス状の波形となるが、その出力電圧Ｅ２は抵
抗Ｒ１とコンデンサＣとの時定数による充放電を繰返し
ながら下降していく。しかし、上述したヒステリシス特
性のため、ツェナダイオードＺ２のツェナ電圧ＶＺ２と
、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥ
２と、トランジスタＱｌのベース・エミッタ間電圧ＶＢ
口とによって決まる第２の規定電圧ｖ　Ｚ２＋　Ｖ　Ｃ
Ｆ２　＋　Ｖ　ＢＦ、Ｉを下まわるまては（時刻ｔ３〜
ｔ４）、Ｌランジスタロ１はオンし続けてリレーＲＬを
駆動しており、接点「ｇはメークしたままである。Next, the case where the package is removed at time t3 will be explained. At this time as well, due to manual intervention, chattering (period TI) occurs in the connector 8 as shown in FIG. The input terminal El of the hot-swapping circuit has a pulse-like waveform as in the case of period TO, but its output voltage E2 falls while repeating charging and discharging due to the time constant of resistor R1 and capacitor C. . However, due to the above-mentioned hysteresis characteristic, the Zener voltage VZ2 of the Zener diode Z2 and the collector-emitter voltage VCE of the transistor Q2
2 and the base-emitter voltage VB of transistor Ql.
The second specified voltage v Z2+ V C determined by
F2 + V BF, until it falls below I (from time t3
t4), L range star 1 continues to be on and drives relay RL, and contact ``g'' remains closed.

そして、時刻ｔ４て出力電圧Ｅ２が第２の規定電圧Ｖ　
Ｚ２＋　Ｖ　ＣＦ２　＋　Ｖ　ＢＥＩを下まわると、ト
ランジスタＱｌがオフするためリレーＲＬが動作しなく
なる。したがって、接点「ｇは第４図に示されているヒ
ステリシス特性のため、チャタリングをおこすことなく
ブレークして初期状態に戻る。Then, at time t4, the output voltage E2 becomes the second specified voltage V.
When Z2+VCF2+VBEI is lowered, the transistor Ql is turned off, so the relay RL does not operate. Therefore, the contact point "g" breaks and returns to the initial state without causing chattering because of the hysteresis characteristic shown in FIG.

尚、第１図においてダイオードＤＩは、トランジスタＱ
１がオフした時にリレーＲＬを流れていた励磁電流を戻
すためのホイーリングダイオードである。また、抵抗Ｒ
３は、ツェナダイオードＺ１のもれ電流により、トラン
ジスタＱ１が誤ってオンするのを防止するためのバイパ
ス抵抗である。Note that in FIG. 1, the diode DI is the transistor Q.
This is a wheeling diode for returning the excitation current flowing through relay RL when relay RL is turned off. Also, the resistance R
3 is a bypass resistor for preventing the transistor Q1 from being erroneously turned on due to the leakage current of the Zener diode Z1.

発明の詳細 な説明したように、本発明は、論理回路への供給電圧レ
ベルを検出して突入電流制限用抵抗の両端の短絡制御を
リレー接点により自動的に行うことにより、人手介入を
必要とせす、誤操作による不具合を排除できるとともに
、突入電流制御用抵抗を短絡するまでの時間を、バイパ
スコンデンサの容量の大小に無関係とすることができる
という効果がある。更に、そのリレーのメーク及びブレ
ーク動作にヒステリシス特定をもたせることにより、挿
抜時のコネクタ部でのチャタリングによる悪影響（ノイ
スによる誤動作等）を論理回路に与えることがないとい
う効果がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described in detail, the present invention detects the supply voltage level to a logic circuit and automatically controls the short circuit between both ends of an inrush current limiting resistor using a relay contact, thereby eliminating the need for human intervention. This has the advantage that problems caused by erroneous operations can be eliminated, and the time required to short-circuit the inrush current control resistor can be made independent of the capacitance of the bypass capacitor. Furthermore, by specifying hysteresis in the make and break operations of the relay, there is an effect that the logic circuit is not affected by chattering at the connector section during insertion and removal (malfunctions due to noise, etc.).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の実施例による活線挿抜回路の回路図、
第２図は活線挿抜回路を含む電子装置のパッケージの構
成を示すブロック図、第３図は挿抜時の入力電圧及び出
力電圧の変化を示すタイムチャート、第４図は突入電流
制限用抵抗の短絡制御用リレー接点のメーク動作及びブ
レーク動ｆ’ｔを示す特性図、第５図は従来の活線挿抜
回路の回路図である。 主要部分のｎ号の説明 Ｃ・・・・・・コンデンサ Ｒ１−Ｒ５・・・・・・抵抗 ＲＬ　　・・・　・・　　リ　　し 「ｇ・・・・　リレー接点 Ｑｌ、Ｑ２・・・・・トランジスタ Ｚｌ、Ｚ２・・・・・ツェナダイオード出願人　茨城日
本電気株式会ン１FIG. 1 is a circuit diagram of a hot-swap circuit according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an electronic device package including a hot-swap circuit, Figure 3 is a time chart showing changes in input voltage and output voltage during insertion and removal, and Figure 4 is a diagram of the inrush current limiting resistor. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the make operation and break operation f't of the relay contact for short circuit control, and is a circuit diagram of a conventional hot-swap circuit. Explanation of No. n of main parts C...Capacitor R1-R5...Resistor RL...Relay g...Relay contact Ql, Q2...Transistor Zl, Z2...Zena diode applicant Ibaraki NEC Corporation 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）電源装置から電圧が供給されている活線状態にお
いて被電圧供給装置を、前記電源装置に対して挿抜する
際、両装置を保護する活線挿抜回路であって、前記被電
圧供給装置と前記電源装置との間に設けられ、コンデン
サ及びこのコンデンサ充電用抵抗からなる時定数回路と
、前記充電用抵抗の両端の短絡又は短絡解除を行うスイ
ッチング手段と、第１のツェナダイオード及びスイッチ
ングトランジスタの直列回路と、前記直列回路と並列接
続され、前記第１のツェナダイオードよりも低いツェナ
電圧を有する第２のツェナダイオードと、前記コンデン
サの充電電圧値が前記第２のツェナダイオードのツェナ
電圧値を越えたとき前記スイッチング手段による前記充
電用抵抗の両端の短絡制御を行うと共に、前記スイッチ
ングトランジスタをオン制御する手段と、前記コンデン
サの充電電圧値が前記第１のツェナダイオードのツェナ
電圧値より低下したとき前記スイッチング手段による前
記充電用抵抗の両端の短絡解除を行う手段とを有するこ
とを特徴とする活線挿抜回路。(1) A hot-line insertion/extraction circuit that protects both devices when a voltage-supplied device is inserted into or removed from the power supply device in a live-line state where voltage is being supplied from the power supply device, the voltage-supplied device and the power supply device, a time constant circuit comprising a capacitor and a resistor for charging the capacitor, a switching means for short-circuiting or releasing the short-circuit between both ends of the charging resistor, a first Zener diode and a switching transistor. a second Zener diode that is connected in parallel with the series circuit and has a lower Zener voltage than the first Zener diode, and a charging voltage value of the capacitor is a Zener voltage value of the second Zener diode. when the charging resistor is exceeded, the switching means short-circuits both ends of the charging resistor, the switching transistor is turned on, and the charging voltage value of the capacitor becomes lower than the Zener voltage value of the first Zener diode. and means for releasing the short-circuit between both ends of the charging resistor by the switching means when the charging resistor is disconnected from the charging resistor.