CN103138231A - 保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种保护电路，用以控制电源对负载的供电，该保护电路包括采样电阻、开关、控制芯片、延时电路以及延时调节电路，所述采样电阻及开关串接于电源与负载之间，控制芯片通过采样电阻检测电源输出至负载的功率是否超出负载的额定功率，并于检测到电源输出的功率超出负载的额定功率时触发延时电路进行延时，控制芯片于所述预定延时时长后断开所述开关而停止电源对负载的供电，所述延时调节电路通过采样电阻检测电源输出的功率，该延时调节电路根据所述电源输出的功率与所述额定功率的差值调节上述延时的时长，并在判定所述差值较大时，缩短所述延时的时长；在判定所述差值较小时，增加所述延时的时长。
Description
技术领域
本发明涉及一种保护电路，尤其涉及一种延时保护电路。
背景技术
现有的伺服器等大功率电子装置一般都配置有延时保护电路。一般的延时保护电路原理是通过一控制芯片配合一采样电阻检测电源供电单元(Power supply unit, PSU)输出至电子装置的功率是否超出该电子装置的额定功率。当确定PSU输出的功率超出所述额定功率时，控制芯片并不立刻断开对电子装置的供电，而是首先控制一逻辑电路导通而向一电容充电，在该控制芯片检测到电容上的电压达到一预定的保护点电压时，控制芯片才断开PSU的输出端的开关而断开PSU对伺服器等电子装置的供电。上述电容充电至其电压达到所述保护点电压所需的时间就是该延时保护电路的延时时间。在该延时时长内，电子装置可以记录当前执行的工作进程以及保存需要储存的数据。显然，上述的保护电路的延时时长取决于电容的型号，通常是不可调节的，无论电子装置实际的功耗较额定的功耗超出多少，都必须经过该延时时长才可断电，在实际功率过大时可能由于延时时长过长而导致断电不够及时，从而对电子装置造成损坏。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种延时时长可调的保护电路。
一种保护电路，用以控制电源对负载的供电，该保护电路包括采样电阻、开关、控制芯片、延时电路以及延时调节电路，所述采样电阻及开关串接于电源与负载之间，控制芯片通过采样电阻检测电源输出至负载的功率是否超出负载的额定功率，并于检测到电源输出的功率超出负载的额定功率时触发延时电路进行延时，控制芯片于所述预定延时时长后断开所述开关而停止电源对负载的供电，所述延时调节电路通过采样电阻检测电源输出的功率，该延时调节电路根据所述电源输出的功率与所述额定功率的差值调节上述延时的时长，并在判定所述差值较大时，缩短所述延时的时长；在判定所述差值较小时，增加所述延时的时长。
所述保护电路于电源输出的功率超出负载的额定功率时，可根据所述二者功率的不同差值相应调节停止所述电源对负载供电之间所等待的延时时长，在实际功率过大时可以及时进行断电保护，而当实际功率并非严重超标时可以在确保负载在不被烧坏的前提下尽可能设置较长的延时，使负载能够及时并且完整的保存当前运行的进程或者数据。
附图说明
图1是本发明保护电路的电路原理图。
主要元件符号说明
| 保护电路 | 10 |
| 采样电阻 | R |
| 开关 | Q |
| 控制芯片 | 11 |
| 侦测引脚 | Sens1、Sens2 |
| 栅极引脚 | Gate |
| 控制引脚 | Mon |
| 计时引脚 | CT |
| 延时电路 | 13 |
| 逻辑控制单元 | 131 |
| 第一延时电容 | C1 |
| 延时调节电路 | 15 |
| 延时控制模块 | 151 |
| 开关模组 | 153 |
| 第二延时电容 | C2 |
| 电源 | 20 |
| 负载 | 30 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参阅图1所示，本发明保护电路10用以控制电源20对负载30的供电，且该保护电路10能够检测电源20输出至负载30的功率，并于检测到电源20输出的功率超出负载30时，对应所述超出的功率值设定不同的断电保护之前的延时时长，在实际功率过大时可以及时进行断电保护，而当实际功率并非严重超标时可以在确保负载30能够在不被烧坏的前提下尽可能设置较长的延时时长，使负载30能够及时保存当前的进程或者数据。所述负载30可以为一电子装置，电源20可以为一设置于电子装置内的电源供应单元(Power supply unit, PSU)。
所述保护电路10包括采样电阻R、开关Q、控制芯片11、延时电路13以及延时调节电路15。
所述采样电阻R与开关Q串接在电源20与负载30之间，所述电源20通过采样电阻R以及开关Q对负载30供电。开关Q用以控制电源20对负载30的供电与断电。于本发明实施方式中，所述开关Q为一场效应管，该开关Q还连接至控制芯片11，并在控制芯片11的控制下导通或者断开。
所述控制芯片11为一集成电路，其电连接至采样电阻R的相对两端，以通过检测采样电阻R上的电流确定电源20输出的功率(电源20输出的电压固定不变，为负载30的额定电压)。该控制芯片11还电连接至开关Q以及延时电路13，该控制芯片11检测到电源20输出的功率高出额定功率时，将控制延时电路13进行延时至预设的时长后，才断开开关Q而停止电源20对负载30的供电，使负载30在所述延时时长内能及时保存当前的进程或者数据等。
于本发明实施方式中，该控制芯片11为一型号为TPS2456的集成电路，其包括侦测引脚Sens1、Sens2、栅极引脚Gate、控制引脚Mon以及计时引脚CT。所述控制芯片11将侦测引脚Sen1以及Sens2分别连接至采样电阻R的相对两端，以通过该两侦测引脚Sen1以及Sens2侦测所述电源20输出的电流。所述栅极引脚Gate连接至开关Q，控制芯片11通过栅极引脚Gate发送信号控制该开关Q的导通或者断开。控制引脚Mon以及计时引脚CT均连接至延时电路13。所述控制引脚Mon用以于该控制芯片11检测到电源20输出的功率超出额定功率时，控制延时电路13开始延时。计时引脚CT用以判断所述延时电路13的延时是否到达预设的时长。因此，所述计时引脚CT确定延时到达预设的时长时，栅极引脚Gate才会断开开关Q。
所述延时电路13包括逻辑控制单元131以及第一延时电容C1。所述逻辑控制单元131与第一延时电容C1相串接于开关Q的输出端以及地之间，计时引脚CT电连接至逻辑控制单元131与第一延时电容C1之间。该逻辑控制单元131为一电连接至控制芯片11的逻辑开关，并在控制芯片11的控制下导通或者断开，相应将第一延时电容C1连接至开关Q的输出端而实现充电或者停止第一延时电容C1的充电。所述计时引脚CT通过检测第一延时电容C1上的充电电压是否达到一设定的保护点电压值来确认延时是已经达到预设的时长，然后再触发栅极引脚Gate断开开关Q而停止电源20对负载30的供电。因此，若第一延时电容C1的容值越大，则第一延时电容C1充电至所述保护点电压值所需的时间将越长，即所述延时也会越长；若第一延时电容C1的容值越小，则第一延时电容C1充电至所述保护点电压值所需的时间将越短，即所述延时也会越短。
延时调节电路15包括延时控制模块151、开关模组153以及若干第二延时电容C2。所述延时控制模块151电连接至采样电阻R的相对两端，并通过开关模组153连接至所述若干第二延时电容C2。所述开关模组153还连接至逻辑控制单元131以及第一延时电容C1之间，用以在延时控制模块151的控制下将所述若干第二延时电容C2选择并联至第一延时电容C1上，即可使第一延时电容C1两端的电容值增大，相应的第一延时电容C1充电至所述保护点电压的时间(延时)也将增长。本发明实施方式中，所述延时调节电路15即通过将不同数量的第二延时电容C2并联至第一延时电容C1上来调节所述延时的时长。
所述延时控制模块151对应电源20实际输出的功率较负载30的额定功率的差值设置有多个区间：例如0-50W、50-100W、150-200W等，并且该延时控制模块151对应上述每一区间会控制开关模组153将对应数量的第二延时电容C2并联至至第一延时电容C1上，以通过改变所述第一延时电容C1充电的时间来相应调节所述延时的时长。例如：假设所述负载30的额定功率为240W，若延时控制模块151检测到上述功率差值较低，如20W时，则所述负载30不会很快就烧坏，因此可在确保负载30安全的前提下尽可能的增加延时的时长，使负载30能够及时并且完整的保存当前的进程或者数据。此时，延时控制模块151可控制开关模组153将若干个(如三个)第二延时电容C2并联至第一延时电容C1，以增大充电的电容容量，相应的将增加使被充电的电容电压达到保护点电压所需的时长，即增长延时的时长。若延时控制模块151检测到上述功率差值较大时，如200W，则负载30将很可能很快被烧坏，需要尽快断开电源20对负载30的供电，因此该延时控制模块151将控制开关模组153断开所有第二延时电容C2与第一延时电容C1的连接，以将充电电容的容量减少至最小，仅为第一延时电容C1，相应的缩短电容达到保护点电压所需的时间，即可实现缩短所述延时的时长。
所述开关模组153可以包括多个子开关(图未示)或者为一多位拨码开关，使每一子开关能对应连接一第二延时电容C2，并连接至延时控制模块151以及控制芯片11与第一延时电容C1之间，即可在延时控制模块151的控制下选择将一定数量的第二延时电容C2并联至第一延时电容C1。
可以理解，所述第一延时电容C1的电容值可以设置得较小，所述第二延时电容C2的电容值也可设置得较小，使得当所述负载30以一严重超标的功率异常运行时，所述保护电路10仅通过第一延时电容C1设置一较短的延时即断开电源20对负载30的供电，防止负载30被烧坏；而当所述负载30以并非严重超标的功率运行时，所述保护电路10可将多个第二延时电容C2并联至第一延时电容C1来设置一较长的延时才断开电源20对负载30的供电，以确保负载30在不被烧坏的同时能够及时保存当前运行的进程以及数据。
以下详细说明该保护电路10的工作原理：当电源20经采样电阻R以及开关Q对负载30供电的过程中，所述控制芯片11与延时控制模块151同时通过采样电阻R检测电源20输出至负载30的功率。当所述电源20输出的功率超出负载30的额定功率时，所述控制芯片11将触发逻辑控制单元131导通，使第一延时电容C1开始充电。同时，所述延时控制模块151根据电源20输出的功率与额定功率的差值控制开关模组153将对应数量的第二延时电容C2并联至第一延时电容C1。然后，所述计时引脚CT检测第一延时电容C1上的电压是否达到所述保护点电压值，若达到了所述保护点电压值，则断开开关Q，即可停止电源20对负载30的供电。所述负载30于第一延时电容C1的电压达到保护点电压所需延时内，即可将当前运行的进程或者数据及时的保存下来。
本发明的保护电路10于电源20输出的功率超出负载30的额定功率时，可根据所述二者功率的不同差值相应调节停止所述电源对负载供电之间所等待的延时时长，在实际功率过大时可以及时进行断电保护，而当实际功率并非严重超标时可以在确保负载30在不被烧坏的前提下尽可能设置较长的延时，以及时并且完整的保存当前运行的进程或者数据。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种保护电路，用以控制电源对负载的供电，该保护电路包括采样电阻、开关、控制芯片以及延时电路，所述采样电阻及开关串接于电源与负载之间，控制芯片通过采样电阻检测电源输出至负载的功率是否超出负载的额定功率，并于检测到电源输出的功率超出负载的额定功率时触发延时电路进行延时，控制芯片于所述预定延时时长后断开所述开关而停止电源对负载的供电，其特征在于：所述保护电路还包括延时调节电路，所述延时调节电路通过采样电阻检测电源输出的功率，该延时调节电路根据所述电源输出的功率与所述额定功率的差值调节上述延时的时长，并在判定所述差值较大时，缩短所述延时的时长；在判定所述差值较小时，增加所述延时的时长。
2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述延时电路包括逻辑控制单元以及第一延时电容，所述逻辑控制单元与第一延时电容相串接于开关的输出端以及地之间，所述逻辑控制单元还电连接至控制芯片，并在控制芯片的控制下将电容电连接至开关的输出端，实现对电容的充电，所述延时时长根据第一延时电容上的电压充电达到一预设的保护点电压值所需的时间确定。
3.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述逻辑控制单元为一逻辑开关，所述控制芯片检测到电源输出的功率超出所述额定功率时，才导通所述逻辑控制单元实现对所述第一延时电容的充电。
4.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述延时调节电路包括延时控制模块以及至少一第二延时电容，所述延时控制模块电连接至采样电阻的相对两端，所述延时调节电路通过该延时控制模块以及采样电阻检测电源输出的功率，并通过延时控制模块控制该至少一第二延时电容并联至第一延时电容来调节所述延时的时长。
5.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：当所述控制芯片以及延时控制模块检测到电源输出的功率未超出所述额定功率时，控制芯片断开所述延时电路，延时控制模块断开所述至少一第二延时电容与第一延时电容的连接。
6.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述延时调节电路还包括开关模组，所述开关模组及所述至少一第二延时电容串接于延时控制模块与地之间，所述开关模组还电连接至逻辑控制单元与第一延时电容之间，所述延时控制模块通过控制开关模组实现将该至少一第二延时电容并联至第一延时电容。
7.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述延时控制模块对应所述电源输出的功率与所述额定功率的差值设置有多个区间，并对应每一区间控制开关模组将对应数量的第二延时电容并联至第一延时电容。
8.如权利要求7所述的保护电路，其特征在于：所述电源输出的功率超出所述额定功率越少，则并联至第一延时电容的第二延时电容越多；电源输出的功率超出所述额定功率越多，则并联至第一延时电容的第二延时电容越少。
9.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述开关为一场效应管。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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