JPH0437194A - 活線挿抜パッケージ - Google Patents

活線挿抜パッケージ

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JPH0437194A
JPH0437194A JP2143710A JP14371090A JPH0437194A JP H0437194 A JPH0437194 A JP H0437194A JP 2143710 A JP2143710 A JP 2143710A JP 14371090 A JP14371090 A JP 14371090A JP H0437194 A JPH0437194 A JP H0437194A
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秀隆 佐藤
Tetsuo Mikazuki
哲郎 三日月
Norio Matsui
則夫 松井
Kaoru Shinozaki
薫 篠崎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野− 本発明は、装置か稼働している状態で挿抜することのて
きる活線挿抜パ、ケー7に関するしのである。
、従来の技術二 従来より、コネクタによりハックプレーンとバ7ヶ−7
か接続されるユニ、ト構成を持つ装置の保守、保全なと
の作業では、その装置か稼働している状態てバ、ケー/
を挿抜する活線挿抜の要求かあり、第4図から第6図に
示すような活線挿抜対柔か採用されていた。
第4図は、従来の活線挿抜対策の第1例を示す説明図で
あって、20は動作パッケージ、21はバックブレーン
、22は外部電源線、23は電源コネクタ、24は挿入
パノケーンである。
この第1例は、外部電源線22から挿入パッケージ24
に対しハックプレーン2】と接続スるコ不りタとは別な
電源コネクタ23て電源供給を行い、挿抜バノケー72
4に実装された回路の動作を保証した状態て挿抜を行う
方式である。
第5図は、従来の活線挿抜対策の第2例を示す回路図で
あって、21はハックプレーン、24は挿抜パッケージ
、25は時間差を有して2段階に接触するコネクタピン
を有しハックブレーン21と挿抜パッケージ24を接続
するコネクタである。
バックブレーン21において、211は電源、212は
アース線、213は電源線、214は信号線である。コ
ネクタ25は、ハックブレーン21側とパッケージ24
側に分かれ、ピノケーン24側では、第一段階で接触す
るコネクタピンである。
長端子251と、第二段階で接触するコネクタピンであ
る短端子252とを有している。挿抜パンテ−724に
おいて、241は実装回路を構成する論理素子、242
は回路電源電圧Vccとアース間に接続されたコンデン
サでいわゆるバスコノてあり、論理素子241の入力側
かコネクタ25の短端子252へ、回路電源電圧Vcc
およびアースかコネクタ25の長端子251へそれぞれ
接続されて、コネクタ25の嵌合により、ノーツクプレ
ーン21の信号線214.電源線213.アース線21
2にそれぞれ接続される。
この第2例は、挿抜パッケージ24の挿入時、コネクタ
25の長、短端子の接触時間差を利用して、電源・アー
ス用の長端子251を先行接触させ、挿抜パンケージ2
4の電源電圧Vccを安定させた後、信号用端子252
を後続接触させる方式である。
第6図は従来の活線挿抜対策の第3例を示す回路図であ
って、21はハックプレーン、24は挿抜パッケージ、
25は第2例と同じ2段階接触のコネクタである。ハッ
クプレーン21において、211は電源、212はアー
ス線、213は電源線、214は信号線、215は電源
線213とアース線212間に接続したコンデンサであ
る。コネクタ25は前述したようにノーツクプレーン2
1側とパッケージ24側に分かれ、パッケージ24側で
は、第1段階で接触するコネクタピンである長端子25
1と、第二段階で接触するコネクタピンである短端子2
52とを有している。挿抜パ。
ケーン24において、241は論理素子、242は回路
電源電圧Vccとアース間に接続されたパスコン、24
3は同しく回路電源電圧Vccとアース間に接続された
電解コンデンサ、244はインダクタンスである。挿抜
パッケージ24の接続において、論理素子241の入力
側はコネクタ25の短端子252へ、回路電源電圧Vc
cはインダクタンス244を通してコネクタ25の長端
子251へ、アースはコネクタ25の別な長端子251
へそれぞれ接続されて、コネクタ25の嵌合により、ハ
ックプレーン21の信号線214.、電源線213.ア
ース線212にそれぞれ接続される。
この第3例は、前述の第2例の効果に加えて、受電箇所
に挿入したインダクタンス244て挿抜パッケージ24
の挿入時におけるパスコン242への突へ電流を防止し
、そのインツクタンス244とパスコン242により発
生する電王振動を、電解コンデンサ2438接続してこ
の電解コンデンサ243のtanδか大きいことを利用
し、その抵抗成分て吸収するとともに、ハックプレーン
21にコンテ/す215を取り付けることで、挿抜パ、
ケー724の挿抜時に隣接パッケージの電源電圧変動を
吸収する方式である。なお、第7図は上記第3例の挿抜
バノケー724の電源パターンの構成図であり、基板を
省略して示されている。
25はパッケージ24側の2段階接触のコネクタであり
、244はイノタフタンス、246は長DX子251に
接続された受電箇所における電#、層、247は実装回
路に給電する電源層、248はアース層であり、分割さ
れた電源層246,247の間かインダクタンス244
によってのみ接続されている。
〔発明か解決しようとする課題り しかしなから、上記従来の技術における挿抜バ、ケー/
の活線挿抜対策ては、それぞれ、下記に示す問題点かあ
った。
(1)第4図の第1例ては、別フ不りタ23の接続を行
うため、挿抜手順か複雑で、取り扱い上の注意を要する
欠点かあり、もし手順を間違えると誤動作を引き起こし
たり、実装部品を破壊したりする虞れかあった。
(2)第5図の第2例では、パッケージ24挿入時には
バスフン242に突入電流か流れるため、隣接パッケー
ジの電圧か瞬時に低下したり、挿入パッケージ24の電
源電圧が振動して実装されたIC(集積回路)の動作保
証電圧以上の電圧が発生して、そのICを破壊したりす
る可能性がある。
また、隣接パッケージの電源電圧が瞬時低下することに
より、回路動作か瞬断する虞れかある。
(3)第6図、第7図の第3例は、上記第2例の問題点
を解消しているが、挿抜バ、ケー724において、さら
に大容量の電解コンデンサ243がパスコン242に並
列接続されるため、LC(インダクタンスと静電容量)
の共振を許容値以下にするためのインダクタンス244
は大きな値となる。したかって、インダクタンス244
の旧状は大きなものとなり、実装スペースか太き(なる
欠点がある。また、バンクブレーン21にもコンデンサ
215か必要となる欠点かあった。また、第7図に示さ
れるように、電源パターンが電源層246.247に分
割されて、その間にインダクタンス244が接続される
構成であるため、定常時の給電特性が不安定となり、ア
ース雑音が増加する欠点かある。
本発明は、上記問題点である挿抜手順の複雑さ、挿入パ
ッケージの電源電圧か振動すること、定常時のアース雑
音の増加、実装スペースの増加および、隣接パッケージ
の電源の瞬断を解決して、装置が稼働している状態でバ
ックブレーンに対する挿抜を可能とする活線挿抜パッケ
ージを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するための本発明の活線挿抜パッケー
ジの構成は、 時間差を有して多段階にコネクタピンか接触するコネク
タ(こよりハックブレーンとパッケージか接続されるユ
ニット構成において、 第一段階に接触するコネクタピンにアースおよびインダ
クタンスを接続した電源を割り付け、第二段階以降に接
触するコネクタピンに直接電源を割り付けることを特徴
とする。
!作用] 本発明は、アースおよびインダクタンスを接続した電源
を割り付けたコネクタピンを接触させた後、時間差を置
いて直接電源を接続したコネクタピンを接触させ、その
時間差を利用し、パッケージを挿入する過渡時たけイン
ダクタンスを作用させて挿入パッケージのパスコン等へ
の突入8流を抑制し、定常時にはインダクタンスの作用
を無くすごとて、給電特性の不安定を解消するとともに
パッケージ側の電源−アース間の電界コンデンサなとを
不要にする。
[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例を示す回路図であって、1は
ハックブレーン、2は挿抜パ、ケー/、3は時間差を有
して3段階に接触するコネクタピンを有しハックブレー
ンIと挿抜バノヶ−72を接続するコネクタである。ハ
ックブレーン1において、4は電源、5はグランド(G
入D)線、6は電源線、7は信号線である。コネクタ3
は、ハ、クフレーノ1側とパッケージ2側に分がれ、パ
ッケージ2側では、第一段階で接触するコネクタピンで
ある長端子8と、第二段階で接触するコネクタピンであ
る中端子9と、第三段階で接触するコネクタピンである
短端子10 l!:を有している。
挿抜パ、ケー72において、11は実装回路を構成する
論理素子、12はバノケー/2の総静電容量、13はパ
ッケージ2の総負荷抵抗、14はインダクタンス、15
は電源端子、16はグランド(GND)hm子である。
論理素子11の入力側はコネクタ3の短端子10に接続
され、電源端子15はインダクタンス14を通して長端
子8に接続されるとともに、直接中端子9へ接続され、
クランド端子16は上記とは別な長端子8に接続される
以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる
第2図は、そのための第1図の電源系の等価回路図を示
している。図において、電源4.パッケージ総静電容量
12.パッケージ総負荷抵抗13インダクタンス14は
前述の第1図で説明のものであり、17は第1図の長端
子8が接触することと等価なスイッチ、18は同じく中
端子9が接触することと等価なスイッチである。第1図
では、長端子8が先行接触し、中端子9が時間差を持っ
て接触する。即ち、等価回路では、パッケージ挿入時に
おいて、まず第一段階でスイッチ17かオンになり、続
く第二段階で1m5ec以上後にスイッチ18がオンと
なる。スイッチ17はインダクタンス14を通して並列
な総静電容量12および総負荷抵抗13に電源4を接続
し、スイッチ18は総静電容量12および総負荷抵抗1
3に直接電源4を接続する。従って、本実施例では、パ
ッケージ2挿入の過渡時たけインツクタンス14を作用
させることかできる。そして、その作用は、パッケージ
総静電容量12等への突入電流の阻止等である。第二段
階で中端子9により、直接、電源4がパッケージ2に接
続された後、さらに時間差を置いて短端子10か接触さ
れて、信号線7かパッケージ2内の回路に接続される。
これにより、パッケージ2の電源電圧か整定された後で
、ハ。
クブレーン1とパッケージ2を接続して回路動作を保証
し、複雑な手順を踏むことなく活線挿抜を可能にする。
つぎに、長端子8か接触してから中端子9か接触するま
でに、パッケージ2内の電源電圧を実装置Cの動作保証
範囲内に整定させるインダクタンスLの決定方法につい
て述へる。
はじめに、挿入パッケージの電#電圧か振動することか
無いように、オーバータンピングの条件について述へる
。第2図に示した等価回路において、下式(1)(2)
か成り立つ。
ただし、E(t)、1(t)は長端子8における電圧電
流、V(t)は総負荷抵抗13の電圧、Lはインダクタ
ンス14の値、Cは総静電容量の値、Rは総負荷抵抗1
3の値である。ここて、総負荷抵抗値Rはパッケージの
消費電力Pおよび電源電圧■CCから、式(3)を用い
て計算することかできる。
v cc’ R=                      ・
  (3)式(1)、  (2)を連立して解くと、式
(4)か得られる。
v(t)−Eil 2α 。
(cosωj+−8lnωt)“e ω 4゛) ・・・(4) ただし、 ここて、式(4)かオーバーダンピングとなる条件はω
2<Oであることより、オーバータンピングになるしの
値は式(6)で表すことかできる。
従って、振動を防止するためには、4CR’より大きな
しか必要となる。活線挿抜の対策か無いパッケージは給
電系の微少なインダクタンスLの存在により、振動条件
になることかわかる。−例として、消費電力P=IO込
′、バノケー/総静電容1c=loμFにおける臨界値
は、式(6)より250μHとなる。オーバータンピン
グ条1牛とするためには、この臨界値より大きなLか必
要となる。
次に、挿入バノケー7の電源電圧整定時間について述へ
る。バノケー7挿入時にコネクタ3の長端子8か接触し
てから中端子9か接触する時間tCまてに、パッケージ
2の電源電圧は1cの保証動作範囲内の電源電圧(4,
5V<Vcc<5.5■)に整定している必要かある。
すなわち、コネクタ3の長端子8と中端子9の接触時間
差tcより電源電圧整定時間[Sを短く設計する必要が
ある。本実施例のコネクタ3の長端子8と中端子9の接
触時間差tsは、1msより太きい。すなわち、第2図
に示した等価回路において、スイッチ17と18のオン
時間には[ms e c以上の時間差かある。したかっ
て、バノケー/2における電課電圧の整定条件として、
1ms以内に4.5■以上となるように設計する必要か
ある。これらの条件は式(4)から算出てきるか、tに
ついて解析式として求めることができないため、パッヶ
ー/総静電容1c=IoμF、消費電力P=]OW、整
定時間1msと固定してインダクタンス14の値りを算
出すると、1.15mHとなる。したがって、中端子9
の接触時間である1ms以内に整定させるしの値は、1
.15mH以下とする必要かある。
以上の結果より、オーバータンピング条件および電源電
圧整定条件の両者を満足するインダクタンスの値しは、
250μH≦L≦1.15mHである。第3図にこれら
を満足する一例として、PloW、C=10μF、L=
1mHにおけるノミュレーソヨン結果を示す。図から明
らかなように、1ms以内に電圧振動することなく保証
動作電圧の45■に整定されていることか確認できる。
なお、本発明は、その主旨に沿って種々に応用され、種
々の実施態様を取り得ることは当然である。
[発明の効果] 以上の説明で明らかなように、本発明の活線挿抜パッケ
ージによれば、複雑な手順を踏むことなく、装置が稼働
状態でも容易に故障パッケージの交換か可能となるため
、交換装置、銀行のオンライン装置、大型コンピュータ
等の大規模システムの保守あるいは故障した場合におい
ても装置を停止することなく、迅速にパンケージ交換で
復旧させることができる利点かある。
また、本発明の請求項2の発明によれば、パッケージ挿
抜の過渡時における電圧振動を防止することかでき、I
C等の破壊の虞れをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は上記
実施例の動作説明用の等価回路図、第3図は上記実施例
の7ミユレー/ヨン結果を示す測定図、第4図は従来の
活線挿抜対策の第1例を示す説明図、第5図は従来の活
線挿抜対策の第2例を示す回路図、第6図は従来の活線
挿抜対策の第3例を示す回路図、第7図は上記従来の第
3例の電源パターンの構成図である。 1 ハノクフレーン、2 挿抜パノヶー7.3フ不クタ
1,4 電源、5 グランド線、6・電源線、7 信号
線、8 長端子、9・・中端子、10 短端子、12−
パノケーン総静電容量、13バ、ケー7総負荷抵抗、1
4・・・インダクタンス、15 電源端子、16 グラ
ンド端子。 15−−−  を憑m+ 16−−− り゛ランド製1子 第1 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)時間差を有して多段階にコネクタピンが接触する
    コネクタによりバックプレーンとパッケージが接続され
    るユニット構成において、 第一段階に接触するコネクタピンにアースおよびインダ
    クタンスを接続した電源を割り付け、第二段階以降に接
    触するコネクタピンに直接電源を割り付けることを特徴
    とする活線挿抜パッケージ。
  2. (2)請求項1記載の活線挿抜パッケージにおいて、 インダクタンスの値Lは、自己のパッケージの総静電容
    量および総負荷抵抗をそれぞれC,Rとして、L≧4C
    R^2の式を満足し、かつ第一段階に接触するコネクタ
    ピンと第二段階以降に接触する直接電源を割り付けたコ
    ネクタピンの接触時間差内に該パッケージ内の電源電圧
    を実装回路の動作保証範囲内の電圧値に整定する値とす
    ることを特徴とする活線挿抜パッケージ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05283877A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Nec Corp 電子回路パッケージ
US6988157B2 (en) * 2001-09-26 2006-01-17 Bull S.A. Hot insertion of a service processor card in a system
JP2010148172A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Sony Corp 電力供給システム

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JP2010148172A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Sony Corp 電力供給システム

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