CN107196505A - 光模块升压电路及光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种光模块升压电路及光模块，包括微控制单元MCU、电容、MOS管、电感、二极管、雪崩光电二极管，其中，所述电感的第一端分别与所述MOS管的第一端及所述二极管的第一端连接，所述电感的第二端用于与光纤通信设备的供电电源连接；所述电容的第一端分别与所述二极管的第二端和所述雪崩二极管的输入端连接，所述电容的第二端与所述MOS管的第二端接地；其中，所述MCU用于向所述电容充电，并在向所述电容充电之后，控制所述光纤通信设备通过所述电感向所述电容充电。用于提高光模块的稳定性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光电技术领域，尤其涉及一种光模块升压电路及光模块。
背景技术
光模块为光纤通信设备的光信号接口器件，光模块通常插设在光纤通信设备中，以对光纤通信设备收发的光电信号进行转换。
目前，多数光模块支持热拔插，即，在光纤通信设备不断电的情况下，可以在光纤通信设备中插入或拨出光模块。在光模块插入光纤通信设备之后，由光纤通信设备向光模块的升压电路供电(光纤通信设备向升压电路的供电电压通常在3.3V左右)，光模块的升压电路对供电电压进行升压，以使升压电路中的电容两端的电压达到预设电压(例如40V)，并由升压电路中的电容向光模块的其它部件供电。
在实际应用过程中，在光模块插入光纤通信设备之前，升压电路中电容两端的电压为零，在光模块插入光纤通信设备的瞬间，光纤通信设备通过电感和二极管向电容充电，由于电感和二极管的阻抗很小，使得电路中产生较大电流，该较大的电流可能会对光模块中的部件造成损害，导致光模块的稳定性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种光模块升压电路及光模块，提高了光模块的稳定性。
第一方面，本发明实施例提供一种光模块升压电路，包括微控制单元MCU、电容、MOS管、电感、二极管、雪崩光电二极管，其中，
所述电感的第一端分别与所述MOS管的第一端及所述二极管的第一端连接，所述电感的第二端用于与光纤通信设备的供电电源连接；
所述电容的第一端分别与所述二极管的第二端和所述雪崩二极管的输入端连接，所述电容的第二端与所述MOS管的第二端接地；
其中，所述MCU用于向所述电容充电，并在向所述电容充电之后，控制所述光纤通信设备通过所述电感向所述电容充电。
在一种可能的实施方式中，所述光模块升压电路还包括DC-DC转换器，所述MOS管集成于所述DC-DC转换器中，所述DC-DC转换器分别与所述MCU和所述光纤通信设备的供电电源连接，
相应的，所述MCU具体用于，向所述电容充电，并在向所述电容充电之后，向所述DC-DC转换器发送使能信号，以启动所述DC-DC转换器；其中，在所述DC-DC转换器启动之后，所述光纤通信设备通过所述电感向所述电容充电。
在另一种可能的实施方式中，所述MCU通过DAC与所述电容连接，相应的，
所述MCU具体用于，通过所述DAC向所述电容充电，并在确定所述DAC的输出电压大于或等于预设电压时，向所述DC-DC转换器发送所述使能信号。
在另一种可能的实施方式中，所述DC-DC转换器通过EN引脚分别与所述MCU的控制端和下拉电阻的一端连接，所述下拉电阻的另一端接地。
在另一种可能的实施方式中，所述光模块升压电路还包括滤波器，所述滤波器设置在所述DC-DC转换器的VIN引脚和所述光纤通信设备的供电电源之间。
在另一种可能的实施方式中，光模块升压电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中，
所述MCU通过DAC的输出端与所述第一电阻的第一端连接；
所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端连接；
所述第二电阻的第二端与所述电容的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。
在另一种可能的实施方式中，所述第三电阻大于所述第一电阻，所述第二电阻大于所述第三电阻。
在另一种可能的实施方式中，所述DC-DC转换器还与所述第一电阻的第二端连接，其中，
所述DC-DC转换器还用于获取所述第一电阻的第二端的电压，并在所述第一电阻的第二端的电压不等于预设电压时，向所述MOS管发送调节信号，以调节所述MOS管的占空比。
在另一种可能的实施方式中，所述DAC的输出电压大于1伏特、且小于5伏特；
所述第一电阻和所述第三电阻小于10千欧姆，所述第二电阻大于100千欧姆且小于500千欧姆。
第二方面，本发明实施例提供一种光模块，包括第一方面任意项所述的光模块升压电路。
本发明实施例提供的光模块升压电路，在光模块热插入光纤通信设备之后，先由MCU向电容充电，在MCU向电容充电一段时间之后，电容的两端具有一定的电压，减少了光纤通信设备的供电电源与电容之间的电压差，这样，在通过光纤通信设备的供电电源向电容充电时，可以减少电路中产生的电流，避免了较大的电流对光模块中的部件的损害，进而提高光模块的稳定性。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光模块升压斩波电路的应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图一；
图3为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图二；
图4为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图三。
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。
图1为本发明实施例提供的光模块升压斩波电路的应用场景示意图。请参见图1，包括光纤通信设备101和光模块102，光纤通信设备101中包括供电电源101-1。光模块102中包括光模块升压电路102-1和其它部件102-2。其中，在光模块升压电路102-1中包括用于储能的电容(图中未示出)，在光模块升压电路102-1进行升压时，向电容充电，以提高电容两端的电压。
在实际应用过程中，当需要将光模块102插入光纤通信设备101时，可以将光模块102中的预设接口(图中未示出)插入光纤通信设备101的预设接口(图中未示出)。在将光模块102热插入光纤通信设备101之后，光模块升压电路会先向电容缓慢的充电，在向电容充电一段时间之后，再由光纤通信设备的供电电源向电容充电，避免在对光模块升压电路102-2中的电容充电的过程中产生过大电流，进而可以保证光模块中各部件的稳定性。
下面，通过具体实施例，对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的内容，在不同的实施例中不再进行赘述。
图2为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图一。请参见图2，包括微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)21、电容22、MOS管23、电感24、二极管25、雪崩光电二极管26。其中，
电感24的第一端分别与MOS管23的第一端及二极管25的第一端连接，电感24的第二端用于与光纤通信设备的供电电源VCC连接。电容22的第一端分别与二极管25的第二端和雪崩二极管25的输入端连接，电容22的第二端与MOS管23的第二端接地。MCU21用于向电容22充电，并在向电容22充电之后，控制光纤通信设备通过电感24向电容22充电。
可选的，MCU21可以为光模块中自带的，也可以为在光模块中新增的。
可选的，MCU21可以通过数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，简称DAC)向电容22充电。可选的，MCU21通过DAC输出的电流为直流，MCU21通过DAC输出的电压可以在1V至5V之间。
可选的，在MCU21与电感24之间还可以设置其它部件，例如开关、DC-DC转换器27等，以使MCU21可以通过其它部件控制光纤通信设备通过电感24向电容22充电。
下面，对图2实施例所示的光模块升压电路的工作原理及工作过程进行详细说明。
在实际应用过程中，在光模块热插入光纤通信设备之后，光线通信设备的供电电源VCC向MCU21供电，以使MCU21可以向电容22充电。同时，在光模块插入光纤通信设备之后一段时间之内，MCU21控制光纤通信设备的供电电源VCC无法通过电感24向电容22充电。在MCU21向电容22供电一段时间之后，或者，在MCU21检测到电容22两端的电压达到预设值之后，MCU21控制光纤通信设备的供电电源VCC通过电感24向电容22充电。
可选的，光纤通信设备的供电电源VCC通过电感24向电容22充电的过程如下：MOS管23周期性的断开和闭合，在MOS管23闭合时，MOS管23将二极管25和电感24短路，以使供电电源在电感24和MOS管23的回路中向电感24L充电，在MOS管23断开时，在电感24、二极管25、电容22的回路上，电感24向电容22充电，其中，在电感24、二极管25、电容22的回路上，由于设置有二极管25，可以保证电容22不向电感24方向放电。
本发明实施例提供的光模块升压电路，在光模块热插入光纤通信设备之后，先由MCU向电容充电，在MCU向电容充电一段时间之后，电容的两端具有一定的电压，减少了光纤通信设备的供电电源与电容之间的电压差，这样，在通过光纤通信设备的供电电源向电容充电时，可以减少电路中产生的电流，避免了较大的电流对光模块中的部件的损害，进而提高光模块的稳定性。
在图2所示实施例的基础上，可选的，光模块升压电路还包括DC-DC转换器，MOS管集成于DC-DC转换器中。相应的，MCU可以通过DC-DC转换器控制光纤通信设备的供电电源向电容充电。具体的，请参见图3所示的实施例。
图3为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图二。在图2所示实施例的基础上，请参见图3，光模块升压电路还包括DC-DC转换器27、第一电阻28、第二电阻29和第三电阻210。其中，
DC-DC转换器27中包括EN引脚、VIN引脚、FB引脚、GND引脚和SW引脚。DC-DC转换器27中集成有MOS管23，SW引脚对内与集成在DC-DC转换器27中的MOS管23连接，SW引脚对外与电感24的第二管和二极管25的第一端连接。EN引脚与MCU21的I/O端连接，EN引脚还通过下拉电阻接地。VIN引脚用于与光纤通信设备的供电电源POWER连接。FB引脚与第一电阻28的第二端、第二电阻29的第一端、第三电阻210的第一端连接。GND引脚接地。
MCU21中包括DAC引脚、I/O引脚和VIN引脚。DAC引脚(DAC的输出端)与第一电阻28的第一端连接，第一电阻28的第二端分别与第二电阻29的第一端和第三电阻210的第一端连接，第二电阻29的第二端与电容22的第一端连接，第三电阻210的第二端接地。I/O引脚与DC-DC转换器27的EN引脚连接。VIN引脚用于与光纤通信设备的供电电源POWER连接。
可选的，第二电阻29大于第三电阻210，第三电阻210大于第一电阻28。第一电阻28和第三电阻210小于10千欧姆，第二电阻29大于100千欧姆且小于500千欧姆。例如，第一电阻28可以为8K欧姆、第二电阻29可以为200K欧姆、第三电阻210可以为10K欧姆。当然，在实际应用过程中，可以根据实际需要设置第一电阻28、第二电阻29及第三电阻210的阻值，本发明实施例对此不作具体限定。
下面，对图3实施例所示光模块升压电路的工作过程进行详细说明。
在光模块插入到光纤通信设备之后，光纤通信设备的供电电源POWER与MCU21的VIN引脚、以及DC-DC转换器27的VIN引脚连接。此时，DC-DC转换器27未使能(DC-DC转换器27的EN引脚未收到使能信号)，因此，DC-DC转换器27中的MOS管23未能启动工作，光纤通信设备的供电电源POWER仅通过电感24无法实现向电容22正常充电。
在光模块插入到光纤通信设备之后，MCU21的DAC通过第一电阻28和第二电阻29向电容22充电。在MCU21的DAC向电容22充电预设时长之后，或者，在DAC的输出电压达到预设电压值之后(此时电容22两端的电压值达到相应的电压)，MCU21通过I/O引脚向DC-DC转换器27的EN引脚发送使能信号，以使DC-DC转换器27启动工作。需要说明的是，在MCU21通过I/O引脚向DC-DC转换器27的EN引脚发送使能信号之后，MCU21可以控制DAC暂停向电容22充电，MCU21也可以控制DAC继续向电容22充电，本发明实施例对此不作具体限定。
在DC-DC转换器27启动工作之后，集成在DC-DC转换器27中的MOS管23也启动工作，在MOS管23启动工作之后，DC-DC转换器27可以控制MOS管23进行周期性的断开和闭合。具体的，在MOS管23闭合时，MOS管23将二极管25和电感24短路，以使供电电源在电感24和MOS管23的回路中向电感24L充电，在MOS管23断开时，在电感24、二极管25、电容22的回路上，电感24向电容22充电；重复该过程，以使光纤通信设备的供电电源可以持续的向电容22充电。
在光纤通信设备的供电电源通过电感24向电容22充电的过程中，DC-DC转换器27还可以通过FB引脚采集第一电阻28的第二端的电压，并在第一电阻28的第二端的电压不等于预设电压时，向MOS管23发送调节信号，以调节MOS管23的占空比。其中，第一电阻28的第二端的电压与电容22两端的电压具有预设比例关系，该预设比例关系与第一电阻28、第二电阻29及第三电阻210的阻值相关，例如，可以设置第一电阻28、第二电阻29及第三电阻210的阻值大小，使得第一电阻28的第二端的电压值等于电容22两端电压值的一半。DC-DC转换器27可以通过FB引脚采集得到的电压值，衡量电容22两端的电压值，当DC-DC转换器27判断FB引脚采集得到的电压值不等于预设电压时，说明电容22两端的电压不等于预设电压对应的电压值，因此，DC-DC转换器27根据FB引脚采集得到的电压值，调节MOS管23的占空比，以调节光纤通信设备的供电电源通过电感24向电容22充电的速度。
在向电容22充电之后，电容22可以向光电雪崩二极管25供电。需要说明的是，电容22向光电雪崩二极管25供电的过程可以参见现有技术，本发明实施例对此不作具体限定。
在图3所示的实施例中，在光模块插入光纤通信设备之后，MCU21先向电容22充电，在MCU21向电容22充电一段时间之后，MCU21再控制DC-DC转换器27启动，以使光纤通信设备的供电电源可以通过电感24向电容22充电。在MCU21向电容22充电一段时间之后，电容22的两端具有一定的电压，减少了光纤通信设备的供电电源与电容22之间的电压差，这样，在通过光纤通信设备的供电电源向电容22充电时，可以减少电路中产生的电流，避免了较大的电流对光模块中的部件的损害，进而提高光模块的稳定性。
在上述任意一个实施例的基础上，可选的，为了保证电路的稳定运行，可以在电路中设置滤波器。为了便于描述，在图3所示实施例的基础上，通过图4所示的实施例进行进一步详细介绍。
图4为本发明实施例提供的光模块升压电路的结构示意图三。在图3所示实施例的基础上，请参见图4，在光模块升压电路中设置有多个滤波电路211，其中，不同的滤波电路中的元器件可能不同。
在DC-DC转换器27的VIN引脚处设置有滤波电路，该滤波电路可以保证光纤通信设备的供电电源向DC-DC转换器27进行平稳的供电。在二极管25两端、以及二极管25与地之间也设置有滤波电路。本发明实施例对各滤波器的工作原理不再进行详细说明。
本发明实施例还提供一种光模块，该光模块包括上述任意实施例所示的光模块升压电路。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实施例方案的范围。
Claims (10)
1.一种光模块升压电路，其特征在于，包括微控制单元MCU、电容、MOS管、电感、二极管、雪崩光电二极管，其中，
所述电感的第一端分别与所述MOS管的第一端及所述二极管的第一端连接，所述电感的第二端用于与光纤通信设备的供电电源连接；
所述电容的第一端分别与所述二极管的第二端和所述雪崩二极管的输入端连接，所述电容的第二端与所述MOS管的第二端接地；
其中，所述MCU用于向所述电容充电，并在向所述电容充电之后，控制所述光纤通信设备通过所述电感向所述电容充电。
2.根据权利要求1所述的光模块升压电路，其特征在于，所述光模块升压电路还包括DC-DC转换器，所述MOS管集成于所述DC-DC转换器中，所述DC-DC转换器分别与所述MCU和所述光纤通信设备的供电电源连接，
相应的，所述MCU具体用于，向所述电容充电，并在向所述电容充电之后，向所述DC-DC转换器发送使能信号，以启动所述DC-DC转换器；其中，在所述DC-DC转换器启动之后，所述光纤通信设备通过所述电感向所述电容充电。
3.根据权利要求2所述的光模块升压电路，其特征在于，所述MCU通过DAC与所述电容连接，相应的，
所述MCU具体用于，通过所述DAC向所述电容充电，并在确定所述DAC的输出电压大于或等于预设电压时，向所述DC-DC转换器发送所述使能信号。
4.根据权利要求2或3所述的光模块升压电路，其特征在于，所述DC-DC转换器通过EN引脚分别与所述MCU的控制端和下拉电阻的一端连接，所述下拉电阻的另一端接地。
5.根据权利要求2或3所述的光模块升压电路，其特征在于，所述光模块升压电路还包括滤波器，所述滤波器设置在所述DC-DC转换器的VIN引脚和所述光纤通信设备的供电电源之间。
6.根据权利要求2或3所述的光模块升压电路，其特征在于，光模块升压电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中，
所述MCU通过DAC的输出端与所述第一电阻的第一端连接；
所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端连接；
所述第二电阻的第二端与所述电容的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。
7.根据权利要求6所述的光模块升压电路，其特征在于，所述第三电阻大于所述第一电阻，所述第二电阻大于所述第三电阻。
8.根据权利要求6所述的光模块升压电路，其特征在于，所述DC-DC转换器还与所述第一电阻的第二端连接，其中，
所述DC-DC转换器还用于获取所述第一电阻的第二端的电压，并在所述第一电阻的第二端的电压不等于预设电压时，向所述MOS管发送调节信号，以调节所述MOS管的占空比。
9.根据权利要求1或2所述的光模块升压电路，其特征在于，
所述DAC的输出电压大于1伏特、且小于5伏特；
所述第一电阻和所述第三电阻小于10千欧姆，所述第二电阻大于100千欧姆且小于500千欧姆。
10.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的光模块升压电路。
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