CN104424039A - 保护电路 - Google Patents

Abstract

一种保护电路，包括一侦测单元、一控制单元及一开关单元。所述侦测单元用于侦测电源分配单元输出给服务器的电流并将侦测到的电流与一预设值进行比较，当侦测到的电流小于或等于所述预设值时，所述控制单元控制所述开关单元导通，所述电源分配单元持续供电给所述服务器；当侦测到的电流大于所述预设值时，所述控制单元控制所述开关单元断开，所述电源分配单元停止供电给所述服务器，且不影响电源分配单元给其他服务器的供电。

Description

保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路。

背景技术

一般大型数据中心都设有很多外接设备如服务器，且数据中心需要给这些服务器提供电源。这些服务器一般自身均具有电源的监控保护及控制功能。但当某一服务器自身的电源保护功能损坏时，大型数据中心还在持续供电给所有的服务器，此时当这一服务器的电源端与接地端短路，大型数据中心的供电电路中电流就会很大，可能会对其他服务器造成损坏。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种保护电路，以在某一服务器短路时断开给这一服务器的供电且不影响给其他服务器的供电。

一种保护电路，设置在一数据中心内且连接于所述数据中心内的电源分配单元与一服务器之间，所述保护电路包括一侦测单元、一控制单元及一开关单元，所述侦测单元用于侦测所述电源分配单元输出给所述服务器的电流并将侦测到的电流与一预设值进行比较，当侦测到的电流小于或等于所述预设值时，所述侦测单元不输出侦测信号给所述控制单元，所述控制单元没有接收到侦测信号，输出一第一控制信号以控制所述开关单元导通，所述电源分配单元持续供电给所述服务器；当侦测到的电流大于所述预设值时，所述侦测单元输出一侦测信号给所述控制单元，所述控制单元接收所述侦测信号后输出一第二控制信号以控制所述开关单元断开，所述电源分配单元不供电给所述服务器。

上述保护电路的侦测单元在侦测到电源分配单元的输出电流异常时，所述控制单元控制所述开关单元断开，使得所述电源分配单元的电源输出端停止供电给所述服务器且不影响电源分配单元给其他服务器的供电。

附图说明

图1是本发明保护电路的较佳实施方式的电路图。

主要元件符号说明

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：

请参考图1，本发明保护电路100设置在一数据中心内并连接于所述数据中心内的电源分配单元200与一服务器300之间。所述保护电路100包括一侦测单元10、一控制单元20及一开关单元30。

所述侦测单元10用于侦测所述电源分配单元200输出给所述服务器300的电流值。当所述侦测单元10侦测到所述电源分配单元200输出的电流值小于或等于一预设值时，所述侦测单元10不发出侦测信号给所述控制单元20。所述控制单元20没有接收到侦测信号后发出一第一控制信号给所述开关单元30，使得所述开关单元30导通，所述电源分配单元200持续供电给所述服务器300。当所述侦测单元10侦测到所述电源分配单元200输出的电流值大于所述预设值时，所述侦测单元10发出一侦测信号给所述控制单元20。所述控制单元20接收到所述侦测信号后发出一第二控制信号给所述开关单元30，使得所述开关单元30断开，所述电源分配单元200停止供电给所述服务器300。

所述侦测单元10包括一电源监控芯片U1、电阻R1-R5、R11、R12及一电容C1。所述电源监控芯片U1的第一侦测引脚SENSE+连接所述电源分配单元200的电源输出端，所述电源分配单元200的电源输出端用于输出一12V_IN的电压以给所述服务器300供电。所述电源监控芯片U1的第二侦测引脚SENSE-连接所述开关单元30。所述电源监控芯片U1的第一侦测引脚SENSE+与第二侦测引脚SENSE-之间通过电阻R1相连。所述电源监控芯片U1的第一地址引脚ADR1连接所述电源监控芯片U1的第一侦测引脚SENSE+，所述电源监控芯片U1的第二地址引脚ADR0接地。所述电源监控芯片U1的电源引脚Vin连接所述电源监控芯片U1的第一侦测引脚SENSE+。所述电源监控芯片U1的电压设定引脚ADIN通过电阻R2连接所述电源分配单元200的电源输出端以接收所述12V_IN电压，所述电源监控芯片U1的电压设定引脚ADIN还分别通过电阻R3及电容C1接地。所述电源监控芯片U1的时钟引脚SCL通过电阻R11连接所述控制单元20，所述电源监控芯片U1的时钟引脚SCL还通过电阻R12连接一电源3.3V。所述电源监控芯片U1的输出引脚SDA通过电阻R4连接所述控制单元20，所述电源监控芯片U1的输出引脚SDA还通过电阻R5连接所述电源3.3V。所述电源监控芯片U1的接地引脚GND及所述电源监控芯片U1的扩展引脚EPAD接地。

所述控制单元20为一FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）芯片U2。所述电源监控芯片U1的输出引脚SDA通过电阻R4连接所述FPGA芯片U2的一I2C（Inter－Integrated Circuit，两线式总线）的数据引脚P1。所述电源监控芯片U1的时钟引脚SCL通过电阻R11连接所述I2C的时钟引脚C1。所述FPGA芯片U2的一GPIO（General Purpose Input Output，通用输入/输出）引脚G1连接所述开关单元30。

所述开关单元30包括场效应管Q1、Q2、电阻R6-R10及一电容C2。本实施方式中，所述场效应管Q1为一N沟道场效应管，所述场效应管Q2为一P沟道场效应管。所述场效应管Q1的栅极通过所述电阻R6连接所述FPGA芯片U2的GPIO引脚G1，所述场效应管Q1的栅极还通过电阻R7接地。所述场效应管Q1的漏极通过电阻R8连接所述电源分配单元200的电源输出端以接收所述12V_IN电压，所述场效应管Q1的源极接地。所述场效应管Q1的漏极还通过所述电阻R9接地，所述场效应管Q1的漏极还通过所述电阻R10连接所述场效应管Q2的栅极。所述场效应管Q2的栅极还通过所述电容C2接地，所述场效应管Q2的漏极连接所述电源监控芯片U1的第二侦测引脚SENSE-，所述场效应管Q2的源极连接所述服务器300。

当所述电源分配单元200连接有多个服务器300时，对应每一服务器300设置一侦测单元10及一开关单元30。每一侦测单元10的电源监控芯片U1的输出引脚SDA分别连接于所述FPGA芯片U2的一I2C引脚，所述FPGA芯片U2上与所述I2C引脚对应的GPIO引脚分别连接于每一开关单元30的场效应管Q1的栅极。

所述电源监控芯片U1通过第一侦测引脚SENSE+与第二侦测引脚SENSE-之间的电压差及连接于所述第一侦测引脚SENSE+与第二侦测引脚SENSE-之间的电阻R1的电阻值即可得到所述电源分配单元200的输出电流。通过设定连接所述电源监控芯片U1的电压设定引脚ADIN的电阻R2、R3的电阻值可改变所述电源监控芯片U1的预设值。

当所述保护电路100工作时，所述电源监控芯片U1持续侦测所述电源分配单元200的输出电流。当所述电源监控芯片U1通过第一侦测引脚SENSE+及第二侦测引脚SENSE-侦测到的电流小于或等于所述电源监控芯片U1的预设值时，所述电源监控芯片U1的输出引脚SDA不输出信号，所述FPGA芯片U2的GPIO引脚G1持续发出一高电平信号至所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1导通。所述场效应管Q2的栅极接收来自所述场效应管Q1漏极的低电平信号进而导通，所述电源分配单元200的电源输出端通过所述电阻R1、所述场效应管Q2持续输出电压给所述服务器300。

当所述电源监控芯片U1通过第一侦测引脚SENSE+及第二侦测引脚SENSE-侦测到的电流大于所述电源监控芯片U1的预设值时，所述电源监控芯片U1的输出引脚SDA输出一侦测信号至所述FPGA芯片U2 I2C的数据引脚P1，所述FPGA芯片U2的GPIO引脚G1根据所述FPGA芯片U2 I2C的数据引脚P1接收到的侦测信号进而发出一低电平信号至所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1截止。所述场效应管Q2的栅极接收来自所述场效应管Q1漏极的高电平信号进而截止。所述电源分配单元200的电源输出端停止供电给所述服务器300。

从上面的描述可以看出，所述场效应管Q1、Q2均起到电子开关的作用，其他实施方式中，所述场效应管Q1、Q2亦可用其他电子开关来代替，其中，场效应管的栅极、漏极及源极分别对应电子开关的控制端、第一端及第二端。

上述保护电路100的侦测单元10在侦测到电源分配单元200的输出电流异常时，所述控制单元20控制所述开关单元30断开，使得所述电源分配单元200的电源输出端停止供电给所述服务器300且不影响电源分配单元200给其他服务器300的供电。

Claims (6)

1.一种保护电路，设置在一数据中心内且连接于所述数据中心内的电源分配单元与一服务器之间，所述保护电路包括一侦测单元、一控制单元及一开关单元，所述侦测单元用于侦测所述电源分配单元输出给所述服务器的电流并将侦测到的电流与一预设值进行比较，当侦测到的电流小于或等于所述预设值时，所述侦测单元不输出侦测信号给所述控制单元，所述控制单元没有接收到侦测信号，输出一第一控制信号以控制所述开关单元导通，所述电源分配单元持续供电给所述服务器；当侦测到的电流大于所述预设值时，所述侦测单元输出一侦测信号给所述控制单元，所述控制单元接收所述侦测信号后输出一第二控制信号以控制所述开关单元断开，所述电源分配单元不供电给所述服务器。

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述侦测单元包括一电源监控芯片、第一至第七电阻及一第一电容，所述电源监控芯片的第一侦测引脚连接所述电源分配单元的电源输出端，所述电源监控芯片的第二侦测引脚连接所述开关单元，所述电源监控芯片的第一侦测引脚与第二侦测引脚之间通过所述第一电阻相连，所述电源监控芯片的电源引脚连接所述电源监控芯片的第一侦测引脚，所述电源监控芯片的第一地址引脚连接所述电源监控芯片的第一侦测引脚，所述电源监控芯片的第二地址引脚接地，所述电源监控芯片的电压设定引脚通过所述第二电阻连接所述电源分配单元的电源输出端，所述电源监控芯片的电压设定引脚还分别通过所述第三电阻及所述第一电容接地，所述电源监控芯片的输出引脚通过所述第四电阻连接所述控制单元，所述电源监控芯片的输出引脚还通过所述第五电阻连接于一电源，所述电源监控芯片的时钟引脚通过所述第六电阻连接所述控制单元，所述电源监控芯片的时钟引脚还通过所述第七电阻连接所述电源，所述电源监控芯片的接地引脚及扩展引脚接地。

3.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述控制单元为一现场可编程门阵列芯片，所述电源监控芯片的输出引脚通过所述第四电阻连接所述现场可编程门阵列芯片的一两线式总线的数据引脚，所述电源监控芯片的时钟引脚通过所述第六电阻连接所述现场可编程门阵列芯片的所述两线式总线的时钟引脚，所述现场可编程门阵列芯片的一通用输入/输出引脚连接所述开关单元。

4.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于：所述开关单元包括第一及第二电子开关、第八及第十二电阻及一第二电容，所述第一电子开关的控制端通过所述第八电阻连接所述现场可编程门阵列芯片的通用输入/输出引脚，所述第一电子开关的控制端还通过所述第九电阻接地，所述第一电子开关的第一端通过所述第十电阻连接所述电源分配单元的电源输出端，所述第一电子开关的第二端接地，所述第一电子开关的第一端还通过所述第十一电阻接地，所述第一电子开关的第一端还通过所述第十二电阻连接所述第二电子开关的控制端，所述第二电子开关的控制端还通过所述第二电容接地，所述第二电子开关的第一端连接所述电源监控芯片的第二侦测引脚，所述第二电子开关的第二端连接所述服务器；当所述第一电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端导通，当所述第一电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第一电子开关的第一端与第二端断开；当所述第二电子开关的控制端接收高电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端断开，当所述第二电子开关的控制端接收低电平信号时，所述第二电子开关的第一端与第二端导通。

5.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述第一电子开关为一N沟道场效应管，所述N沟道场效应管的栅极、漏极及源极分别对应第一电子开关的控制端、第一端及第二端。

6.如权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述第二电子开关为一P沟道场效应管，所述P沟道场效应管的栅极、漏极及源极分别对应第二电子开关的控制端、第一端及第二端。