CN101719655A - 实时状态监控与过压保护控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实时状态监控与过压保护控制装置，该装置通过对电源及信号的电位进行实时监控，从而预防短路故障的发生，装置包括状态监控模块A智能保护模块B和过压保护模块C，其中，状态监控模块A负责实时侦测监控点的电位状态；状态监控模块A是由比较器U1、电阻R1、R2、R3电容C1、C2电源接插件J1组成，比较器U1的5脚接电源P18V_OVP，4脚接智能保护模块B，3脚接地，1脚接电阻R1、R2的中间接点，2脚串接电阻R3接插接件J1的5脚，电阻R1、R2串接比较器U1的3脚和5脚之间，电容C2并接比较器U1的3脚和5脚，电源插接件J1的1脚串接熔断丝FUSE电源P18V_CONN，3脚4脚并接接地，电容C1与1脚4脚并接。
Description
技术领域
本发明涉及计算机、服务器等众多电子产品等领域，具体涉及到计算机等电子设备供电状态监控，实现电路短路过压保护，应用极其广泛。
技术背景
短路保护技术的发展是伴随着电源技术的发展而发展的。在计算机领域，目前的过压保护控制多是以电源自身的保护控制为主，实现电源自身的短路保护。但是往往对后端设备无法做到很好的保护，器件被击穿、烧毁等显性依然普遍发生。
目前电源的短路保护功能主要是过压、过流保护两种功能。电源在发生故障时，都有可能使输出电压或输出电流失去控制，为了使用户的负载不致因此而损坏，就需要过压或过流保护功能。当电源有故障，负载上的电压有可能大幅上升，而电流的上升值不一定能超过过流保护值。此种情况宜用过压保护，当短路解除后，电压即可自动恢复正常。本发明的应用环境正类似于这种情况，当低电位的电源或各种信号线短路到高电位的电源线上时，瞬间抬升的电位会远超出器件自己的规格范围并造成损坏，这就需要简单高效的过压保护电路防止这种故障发生。
造成短路的因素有很多，当信号线因连接器损毁、针脚被插歪、机板表面有金属杂质、液体洒落、包线老化等各种原因都有可能导致短路的发生，这时信号线或电源线电压会瞬间有一个大的升高并超出自身规范允许的范围，这很容易造成设备被电源击毁导致无法工作。通过这种高效灵敏的过压保护我们可以准确设定保护启动点，当电位超出规格范围时过压保护机制会立即快速启动，短路的电源会自动被切断，从而避免设备的损坏，极大的降低损失。
随着计算机、服务器等IT产业迅猛发展的今天，短路保护技术的应用显得越来越重要，一中简易、高效、精确的短路保护技术显得非常必要了。
发明内容
本发明的目的是提供一种在提供当短路发生时，能准确可靠的自动切断电源，保护电源、信号和负载设备不受损坏的高效过压保护电路。
本发明的目的是由以下方式实现的，该装置通过对电源及信号的电位进行实时监控，从而预防短路故障的发生，装置包括状态监控模块A智能保护模块B和过压保护模块C，其中，
状态监控模块A负责实时侦测监控点的电位状态；状态监控模块A是由比较器U1、电阻R1、R2、R3电容C1、C2电源接插件J1组成，比较器U1的5脚接电源P18V_OVP，4脚接智能保护模块B，3脚接地，1脚接电阻R1、R2的中间接点，2脚串接电阻R3接插接件J1的5脚，电阻R1、R2串接比较器U1的3脚和5脚之间，电容C2并接比较器U1的3脚和5脚，电源插接件J1的1脚串接熔断丝FUSE电源P18V_CONN，3脚4脚并接接地，电容C1与1脚4脚并接；
智能保护模块B.主要负责对监控信号采集到的电位数据进行处理，并通过比较器与设定点的数据进行比较，得到比对结果后，按照预设的数学模型进行评估并做出相应动作，控制智能保护模块在不同状态之间的切换；智能保护模块根据数据对比后的输出结果，来改变比较器输出的高低电平信号，电路是由场效应管Q1-Q5、电阻R4-R7、电容C3组成，其中Q1的1脚接比较器U1的4脚，2脚串接电阻R7接电源P18V_OVP，3脚接地，电阻R4接Q1的1脚与电源P18V_OVP之间，R7接Q1的2脚与电源P18V_OVP之间，Q1的1脚串接R5接地，电容C3电阻R6并接Q1的2、3脚；场效应管Q2、Q3组成开关器件，其中Q2、Q3的1脚并接Q1的2脚，Q2、Q3的5脚并接，Q2的2脚接插接件J1的5脚，Q3的2脚接电源SYS_OVP输出；
过压保护模块C是由场效应管Q4、Q5电阻R8-R10、电容C4组成，其中，Q4的2脚接比较器U1的5脚，3脚接电源P18V_CONN输出，1脚接电阻R8、R9的中间接点，电阻R8、R9串接电源P18V_CONN与Q5的3脚之间，Q5的1脚串接电阻R10接电源SYS_ACOK输出，2脚接地，电容C4并接Q5的1、2脚之间；
具体控制步骤如下：
当市电通过AC-DC电源转换出的直流电PBUS 18.5V高于设定PBUS 18V供给系统后，SYS_ACOK状态为高，Q5导通，R8、R9分得Q4的Gate端控制电压Vg高于8V；Q4导通，由于R4、R5设定的驱动电压高于8V，Q1被打开导通到地，Q2、Q3的Gate端控制电压Vg被拉低；Q2、Q3被关闭，Q2、Q3的3脚没有电流通过，保护电路启动，从而有效防止SIG信号后端设备被电源击毁。
当系统正常运行时，通过R1、R2设定保护电路启动点为8.25V，SIG为系统侦测信号，电位规格为3.3V，则比较器U1输出OVP_GATE为低；Q1关闭不导通，则Q2、Q3受高电平控制打开导通，SIG可以正常传输数据给后端设备；
当连接器或主板线路中出现信号线短路到电源线的情况时，侦测信号SIG电压瞬间短路到16.5V，VOLTAGE_SENSE电压迅速升高，当VOLTAGE_SENSE＞8.25V时，U1输出变成高，由R4、R5设定的驱动电压变为8.25V，Q1被打开导通到地，Q2、Q3的Gate端控制电压Vg被拉低；Q2、Q3被关闭，保护电路启动，从而有效防止SIG信号后端设备被电源击毁。
本发明的有益效果是：基于灵敏且非常常见的部件灵活控制，提高精度和准确性，通过包括用于控制电流通断的电压控制电路器，还包括当所述电压控制电路器件断开时防止反向倒灌的双场效应管连接方式(Q2、Q3)，所述场效应管与所述电压控制电路器件并联连接。实现这个新型实用的用于电路短路保护的电路，并且可以提高测试点电压的精确度和准确性，而且电路使用常规器件，设置简单合理，能够高效地保护电路，也方便器件的选型。
附图说明
附图1是实时状态监控与过压保护控制装置电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实时状态监控与过压保护控制装置作以下详细的描述。
本发明的实时状态监控与过压保护控制装置体系结构主要包括：装置包括状态监控模块A智能保护模块B和过压保护模块C，其中，
状态监控模块A负责实时侦测监控点的电位状态；状态监控模块A是由比较器U1、电阻R1、R2、R3电容C1、C2电源接插件J1组成，比较器U1的5脚接电源P18V_OVP，4脚接智能保护模块B，3脚接地，1脚接电阻R1、R2的中间接点，2脚串接电阻R3接插接件J1的5脚，电阻R1、R2串接比较器U1的3脚和5脚之间，电容C2并接比较器U1的3脚和5脚，电源插接件J1的1脚串接熔断丝FUSE电源P18V_CONN，3脚4脚并接接地，电容C1与1脚4脚并接；
智能保护模块B主要负责对监控信号采集到的电位数据进行处理，并通过比较器与设定点的数据进行比较，得到比对结果后，按照预设的数学模型进行评估并做出相应动作，控制智能保护模块在不同状态之间的切换；智能保护模块根据数据对比后的输出结果，来改变比较器输出的高低电平信号，电路是由场效应管Q1-Q5、电阻R4-R7、电容C3组成，其中Q1的1脚接比较器U1的4脚，2脚串接电阻R7接电源P18V_OVP，3脚接地，电阻R4接Q1的1脚与电源P18V_OVP之间，R7接Q1的2脚与电源P18V_OVP之间，Q1的1脚串接R5接地，电容C3电阻R6并接Q1的2、3脚；场效应管Q2、Q3组成开关器件，其中Q2、Q3的1脚并接Q1的2脚，Q2、Q3的5脚并接，Q2的2脚接插接件J1的5脚，Q3的2脚接电源SYS_OVP输出；
过压保护模块C是由场效应管Q4、Q5电阻R8-R10、电容C4组成，其中，Q4的2脚接比较器U1的5脚，3脚接电源P18V_CONN输出，1脚接电阻R8、R9的中间接点，电阻R8、R9串接电源P18V_CONN与Q5的3脚之间，Q5的1脚串接电阻R10接电源SYS_ACOK输出，2脚接地，电容C4并接Q5的1、2脚之间；
实施例1
当市电通过AC-DC电源转换出的直流电PBUS 18.5V高于设定PBUS 18V供给系统后，SYS_ACOK状态为高，Q5导通，R8、R9分得Q4的Gate端控制电压Vg高于8V；Q4导通，由于R4、R5设定的驱动电压高于8V，Q1被打开导通到地，Q2、Q3的Gate端控制电压Vg被拉低；Q2、Q3被关闭，Q2、Q3的3脚没有电流通过，保护电路启动，从而有效防止SIG信号后端设备被电源击毁。
实施例2
当系统正常运行时，通过R1、R2设定保护电路启动点为8.25V，SIG为系统侦测信号，电位规格为3.3V，则比较器U1输出OVP_GATE为低；Q1关闭不导通，则Q2、Q3受高电平控制打开导通，SIG可以正常传输数据给后端设备；
实施例3
当连接器或主板线路中出现信号线短路到电源线的情况时，侦测信号SIG电压瞬间短路到16.5V，VOLTAGE_SENSE电压迅速升高，当VOLTAGE_SENSE＞8.25V时，U1输出变成高，由R4、R5设定的驱动电压变为8.25V，Q1被打开导通到地，Q2、Q3的Gate端控制电压Vg被拉低；Q2、Q3被关闭，保护电路启动，从而有效防止SIG信号后端设备被电源击毁。
本设计可以广泛移植到各种计算机、服务器等系统中去，在硬件设计时加入相关部分即可。本发明可以实时监视计算机各种信号的运行状态，当信号电位范围超出允许范围立刻启动保护功能并切断带路，可以避免短路事故造成的永久性故障的发生。为用户以及主板开发人员提供了可靠性的保障，并降低了由于计算机故障给用户造成的损失。因而具有非常广阔的发展前景。
电路原理图中使用的比较器U1的型号是LM397，场效应管Q1的型号是SSM3K15FV；Q2Q3的型号是SSM6N15FE；Q4Q5的型号是NTK3142P，其他电子元件为通用电子器件。
Claims (1)
1.实时状态监控与过压保护控制装置，其特征在于该装置通过对电源及信号的电位进行实时监控，从而预防短路故障的发生，装置包括状态监控模块A智能保护模块B和过压保护模块C，其中，
状态监控模块A负责实时侦测监控点的电位状态；状态监控模块A是由比较器U1、电阻R1、R2、R3电容C1、C2电源接插件J1组成，比较器U1的5脚接电源P18V_OVP，4脚接智能保护模块B，3脚接地，1脚接电阻R1、R2的中间接点，2脚串接电阻R3接插接件J1的5脚，电阻R1、R2串接比较器U1的3脚和5脚之间，电容C2并接比较器U1的3脚和5脚，电源插接件J1的1脚串接熔断丝FUSE电源P18V_CONN，3脚4脚并接接地，电容C1与1脚4脚并接；
智能保护模块B主要负责对监控信号采集到的电位数据进行处理，并通过比较器与设定点的数据进行比较，得到比对结果后，按照预设的数学模型进行评估并做出相应动作，控制智能保护模块在不同状态之间的切换；智能保护模块根据数据对比后的输出结果，来改变比较器输出的高低电平信号，电路是由场效应管Q1-Q5、电阻R4-R7、电容C3组成，其中Q1的1脚接比较器U1的4脚，2脚串接电阻R7接电源P18V_OVP，3脚接地，电阻R4接Q1的1脚与电源P18V_OVP之间，R7接Q1的2脚与电源P18V_OVP之间，Q1的1脚串接R5接地，电容C3电阻R6并接Q1的2、3脚；场效应管Q2、Q3组成开关器件，其中Q2、Q3的1脚并接Q1的2脚，Q2、Q3的5脚并接，Q2的2脚接插接件J1的5脚，Q3的2脚接电源SYS_OVP输出；
过压保护模块C是由场效应管Q4、Q5电阻R8-R10、电容C4组成，其中，Q4的2脚接比较器U1的5脚，3脚接电源P18V_CONN输出，1脚接电阻R8、R9的中间接点，电阻R8、R9串接电源P18V_CONN与Q5的3脚之间，Q5的1脚串接电阻R10接电源SYS_ACOK输出，2脚接地，电容C4并接Q5的1、2脚之间；
具体控制步骤如下：
当市电通过AC-DC电源转换出的直流电PBUS 18.5V高于设定PBUS 18V供给系统后，SYS_ACOK状态为高，Q5导通，R8、R9分得Q4的Gate端控制电压Vg高于8V；Q4导通，由于R4、R5设定的驱动电压高于8V，Q1被打开导通到地，Q2、Q3的Gate端控制电压Vg被拉低；Q2、Q3被关闭，Q2、Q3的3脚没有电流通过，保护电路启动，从而有效防止SIG信号后端设备被电源击毁；
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| CN200910256548A CN101719655A (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 实时状态监控与过压保护控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN200910256548A CN101719655A (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 实时状态监控与过压保护控制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101719655A true CN101719655A (zh) | 2010-06-02 |
Family
ID=42434190
Family Applications (1)
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| CN200910256548A Pending CN101719655A (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 实时状态监控与过压保护控制装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101719655A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102695316A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 抚顺矿灯制造总厂 | 矿灯本质安全电源串联限流电路 |
| WO2013149575A1 (zh) * | 2012-04-01 | 2013-10-10 | 华为终端有限公司 | 一种防雷电路、开关电源和防雷方法 |
| CN108933425A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-04 | 苏州浪潮智能软件有限公司 | 一种保护电路、保护系统及保护方法 |
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2009
- 2009-12-23 CN CN200910256548A patent/CN101719655A/zh active Pending
Cited By (4)
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| CN102695316A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 抚顺矿灯制造总厂 | 矿灯本质安全电源串联限流电路 |
| CN102695316B (zh) * | 2012-06-11 | 2014-03-19 | 抚顺矿灯制造总厂 | 矿灯本质安全电源串联限流电路 |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Open date: 20100602 |