CN108199341A - 一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 - Google Patents
一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108199341A CN108199341A CN201810012059.0A CN201810012059A CN108199341A CN 108199341 A CN108199341 A CN 108199341A CN 201810012059 A CN201810012059 A CN 201810012059A CN 108199341 A CN108199341 A CN 108199341A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- threshold value
- value
- power mosfet
- trigger threshold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/006—Calibration or setting of parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及电路保护技术领域，提供一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法，该系统包括功率MOSFET装置、控制器、电流侦测装置和计时器，电流侦测装置用于侦测功率MOSFET装置的电流值；控制器用于将接收到的电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；计时器用于根据控制器的工作状态，执行计时操作；功率MOSFET装置用于控制流经的电流的大小和电流的通断，从而优化现有的热插拔线路的保护策略，减小了功率MOSFET装置故障的可能性，保证热插拔线路正常工作。
Description
技术领域
本发明属于电路保护技术领域，尤其涉及一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法。
背景技术
“热拔插”是指将板卡与带电工作底板进行插拔，即带电插拔。为了避免板卡与带电工作底板插拔过程中出现的过大电流，造成底板工作状态错误或是损坏连接器、电路元件、电路板的金属连线等部件或器件，通常在需要热插拔的板卡上应用热插拔线路。热插拔线路的作用主要体现在上电启动和故障保护的过程中。常见的热插拔线路是通过一个控制器和若干功率MOSFET以及外围线路构成，通流的若干功率MOSFET通过并联方式连接，达到增加其功率传导能力的目的。常用的热插拔线路同时具有过流保护功能。当线路侦测到出现电流过大的情况，会采取关闭功率MOS或者限制功率MOS的电流的保护措施。
在过流状态下，现有的热插拔线路的保护策略包括如下两种：
(1)设置过流保护的门限Ith，当侦测到的电流值大于门限Ith，开启计时器，当计时器时间到额定时间后，如果过流现象仍然存在，则采取关闭功率MOS的方案；其中，关闭功率MOS后，可以间隔一定时间自动重试开启功率MOS或者等待下次重启后开启功率MOS；
当采用关闭功率MOS的保护措施时，若过流保护后，过流MOS一直关闭，则影响了正常的线路功能；若过流保护后，间隔一段时间自动重试，若造成过流的因素仍存在，频繁重启会增加线路烧毁的可能性。
(2)当侦测到的电流值大于门限Ith，并维持一段时间后，功率MOS仍保持开启状态，只是将通过MOS的最大电流限制在一定值，保证后端线路一定的供电需求，同时避免长时间的大电流造成功率MOS和后端线路烧毁；
当采用限制功率MOS最大电流的保护措施时，仅对最大电流设置单一的门限Ith，如果热量不能及时散掉，会造成功率MOS持续发热，而发热会使功率MOS的导通电阻加大，进一步带来升温，最后触发线路的过温保护，使得功率MOS关闭，等待功率MOS温度降下来后，才会重新开启功率MOSFET；这种操作，影响了后端用电芯片的正常工作；对于多颗功率MOS的情况，若局部温升过快，会存在烧坏MOS的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源热插拔的双阈值过流保护系统，旨在解决现有技术提供的热插拔线路的保护策略存在或烧毁线路，或烧坏MOS管的问题。
本发明是这样实现的，一种电源热插拔的双阈值过流保护系统，所述电源热插拔的双阈值过流保护系统包括功率MOSFET装置、控制器、电流侦测装置和计时器，其中：
所述电流侦测装置，用于侦测所述功率MOSFET装置的电流值，并将侦测到的电流值发送给所述控制器；
所述控制器，分别与所述电流侦测装置、功率MOSFET装置和计时器连接，用于接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；
所述计时器，用于根据所述控制器的工作状态，执行计时操作；
所述功率MOSFET装置，用于根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
作为一种改进的方案，所述控制器具体包括：
电流值接收模块，用于接收所述电流侦测装置侦测到的电流值；
第一比对判断模块，用于将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值；
计时控制模块，用于当所述电流值达到第一电流触发门限值时，控制启动所述计时器进行计时操作；
第一判断模块，用于判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值；
第二判断模块，用于判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值；
第一电流触发门限值调整模块，用于当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值。
作为一种改进的方案，所述控制器还包括：
第二比对判断模块，用于对流经所述功率MOSFET装置的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下；
第二电流触发门限值调整模块，用于当流经所述功率MOSFET装置的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
作为一种改进的方案，所述电流侦测装置为串连接在所述功率MOSFET装置所在的电流主线路上的侦测电阻。
作为一种改进的方案，所述电流侦测装置集成设置在所述功率MOSFET装置内；
所述功率MOSFET装置由三个并联设置的场效应管组成，三个所述场效应管分别依次与运算放大器组、逻辑与门串联，所述逻辑与门的输出端与所述控制器连接；
所述运算放大器组包括依次串接的第一级运算放大器和第二级运算放大器。
作为一种改进的方案，所述功率MOSFET装置包括三个并联设置的第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3；
所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的漏极D分别与电压输入端Uin连接，所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S分别与电压输出端Uout连接；
所述第一场效应管Q1的漏极D依次串接电阻R1和二极管D1后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接，所述第二场效应管Q2的漏极D依次串接电阻R2和二极管D2后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接，所述第三场效应管Q3的漏极D依次串接电阻R3和二极管D3后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接；
所述第一级运算放大器的反向输入端分别与所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S连接，所述第一级运算放大器的输出端VE1与所述第二级运算放大器的反向输入端连接，所述第二级运算放大器的正想输出端作为参考电压VR；
所述第二级运算放大器的输出端VE2与所述逻辑与门第一输入端连接，所述逻辑与门的第二输入端与所述控制器的原始使能信号端VEN连接，所述逻辑与门的输出端VEN-R与所述控制器的EN管脚连接。
本发明的另一目的在于提供一种电源热插拔的双阈值过流保护方法，所述方法包括下述步骤：
电流侦测装置对所述功率MOSFET装置的电流值进行侦测，并将侦测到的电流值发送给所述控制器；
控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；
功率MOSFET装置根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
作为一种改进的方案，所述控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令的步骤具体包括下述步骤：
电流值接收模块接收所述电流侦测装置侦测到的电流值；
第一比对判断模块将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值；
当所述电流值达到第一电流触发门限值时，计时控制模块控制启动所述计时器进行计时操作；
第一判断模块判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值；
第二判断模块判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值；
当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，第一电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值。
作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：
第二比对判断模块对流经所述功率MOSFET装置的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下；
当流经所述功率MOSFET装置的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，第二电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
在本发明实施例中，电源热插拔的双阈值过流保护系统包括功率MOSFET装置、控制器、电流侦测装置和计时器，电流侦测装置用于侦测所述功率MOSFET装置的电流值，并将侦测到的电流值发送给所述控制器；控制器用于接收电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；计时器用于根据控制器的工作状态，执行计时操作；功率MOSFET装置用于根据生成的调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断，从而优化现有的热插拔线路的保护策略，减小了功率MOSFET装置故障的可能性，保证热插拔线路正常工作。
附图说明
图1是本发明提供的电源热插拔的双阈值过流保护系统的结构框图；
图2是本发明提供的控制器的结构框图；
图3是本发明提供的功率MOSFET装置的电路示意图；
图4是本发明提供的电源热插拔的双阈值过流保护方法的实现流程图；
图5是本发明提供的控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令的实现流程图；
其中，1-功率MOSFET装置，2-控制器，3-电流侦测装置，4-计时器，5-电流值接收模块，6-第一比对判断模块，7-计时控制模块，8-第一判断模块，9-第二判断模块，10-第一电流触发门限值调整模块，11-第二比对判断模块，12-第二电流触发门限值调整模块，13-第一级运算放大器，14-第二级运算放大器，15-逻辑与门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的电源热插拔的双阈值过流保护系统的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。
电源热插拔的双阈值过流保护系统包括功率MOSFET装置1、控制器2、电流侦测装置3和计时器4，其中：
电流侦测装置3，用于侦测所述功率MOSFET装置1的电流值，并将侦测到的电流值发送给所述控制器2；
控制器2，分别与所述电流侦测装置3、功率MOSFET装置1和计时器4连接，用于接收所述电流侦测装置3侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器4的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；
计时器4，用于根据所述控制器2的工作状态，执行计时操作；
功率MOSFET装置1，用于根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
其中，图1仅仅给出其中一个实现方式，在此不再赘述。
其中，如图2所示，控制器2具体包括：
电流值接收模块5，用于接收所述电流侦测装置3侦测到的电流值；
第一比对判断模块6，用于将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值；
计时控制模块7，用于当所述电流值达到第一电流触发门限值时，控制启动所述计时器4进行计时操作；
第一判断模块8，用于判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值；
第二判断模块9，用于判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值；
第一电流触发门限值调整模块10，用于当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，将流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值；
第二比对判断模块11，用于对流经所述功率MOSFET装置1的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下；
第二电流触发门限值调整模块12，用于当流经所述功率MOSFET装置1的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，将流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
在该实施例中，对于第一电流触发门限值、第二电流触发门限值、次数额定值和额定时间数值等参数为预先设置的数值，其依据实际的需要进行设置，在此不再赘述。
上述仅给出了与发明有关的控制器2的相关模块结构，在此不用以限制本发明。
在本发明实施例中，上述控制器2作为控制核心存在，结合侦测到的电流信息和双阈值的保护策略，当过流现象持续超过限定时间，将高阈值调整到较小的阈值，保证线路正常工作的同时，避免通流MOS的局部温升过高，有效减少功率MOSFET装置1故障的可能性。
其中，上述电流侦测装置3可以采用多种实现方式，用以实现对热插拔线路电流值的侦测，具体为：
(1)如图1所示的效果，该电流侦测装置3为串连接在所述功率MOSFET装置1所在的电流主线路上的侦测电阻；
(2)该电流侦测装置3可以是如图3所示的效果，即从电流侦测装置3集成设置在所述功率MOSFET装置1内；
所述功率MOSFET装置1由三个并联设置的场效应管组成，三个所述场效应管分别依次与运算放大器组、逻辑与门15串联，所述逻辑与门15的输出端与所述控制器2连接；
所述运算放大器组包括依次串接的第一级运算放大器13和第二级运算放大器14。
(3)该电流侦测装置3也可以采用电流镜法实现，在此不再赘述。
在本发明实施例中，如图3所示，功率MOSFET装置1包括三个并联设置的第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3；
所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的漏极D分别与电压输入端Uin连接，所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S分别与电压输出端Uout连接；
所述第一场效应管Q1的漏极D依次串接电阻R1和二极管D1后与所述第一级运算放大器13的正向输入端连接，所述第二场效应管Q2的漏极D依次串接电阻R2和二极管D2后与所述第一级运算放大器13的正向输入端连接，所述第三场效应管Q3的漏极D依次串接电阻R3和二极管D3后与所述第一级运算放大器13的正向输入端连接；
所述第一级运算放大器13的反向输入端分别与所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S连接，所述第一级运算放大器13的输出端VE1与所述第二级运算放大器14的反向输入端连接，所述第二级运算放大器14的正想输出端作为参考电压VR；
所述第二级运算放大器14的输出端VE2与所述逻辑与门第一输入端连接，所述逻辑与门的第二输入端与所述控制器2的原始使能信号端VEN连接，所述逻辑与门的输出端VEN-R与所述控制器2的EN管脚连接。
在该实施例中，图3所示的功率MOSFET装置的具体工作原理为：
(1)在热插拔线路正常工作时，功率MOSFET装置1的场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3均处于完全导通状态，此时功率MOSFET装置1的导通电阻为RDS(ON)，其阻值比较小，在毫欧姆级别；
当电流通过功率MOSFET装置1时，功率MOSFET装置1两端的电压和通过功率MOSFET装置1的电流成正比关系；
(2)在功率MOSFET装置1的场效应管Q1、场效应管Q2和场效应管Q3的漏极引出，分别经过串联的电阻和二极管(三组分别为R1和D1、R2和D2、R3和D3)，最后通过一个输出端点连接到第一级运算放大器13，第一级运算放大器13的输出电压为VE1；
由于二极管的单向性，只有功率MOSFET装置1中栅极的最大电压才能通过二极管与第一级运算放大器13的正向输入端相连，即正向输入端的电压反映的是并联各个场效应管中漏极电压的最大值，电阻起到限流作用；
(3)第二级运算放大器14的输出电压VE2和热插拔线路控制器2的原始使能信号VEN经过逻辑与门，输出结果VEN_R作为热插拔控制器2实际的使能信号；
(4)正常情况下并联场效应管的电流IDS均衡，当某个MOSFET电流异常并增大到某一阈值IMAX后，第一级运算放大器13的输出VE1会超过参考电压VR，导致第二级运算放大器14的输出VE2由高电平降为低电平，使得实际输出的使能信号VEN_R变为低，从而通过热插拔线路控制器2关断场效应管的驱动信号VG，保证在并联场效应管中出现电流异常增大时，及时断开热插拔电路的前后级，达到保护线路的目的。
在该实施例中，可以对并联场效应管进行温度侦测，采用在并联场效应管就近放置一个NPN晶体管的方案；
由于场效应管漏极源极导通电阻RDS(ON)的值容易受到温度的影响，当温度升高时，RDS(ON)的值会增加，通过温度侦测，实时补偿场效应管的RDS(ON)的温度漂移，保证电流侦测的准确性，这样可以进一步设定精确的过电流保护的上限值，实现精确的过电流保护。
图4示出了本发明实施例提供的电源热插拔的双阈值过流保护方法的实现流程图，其具体包括下述步骤：
在步骤S101中，电流侦测装置3对所述功率MOSFET装置1的电流值进行侦测，并将侦测到的电流值发送给所述控制器2。
在步骤S102中，控制器2接收所述电流侦测装置3侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器4的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值的调整指令。
在步骤S103中，功率MOSFET装置1根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
在该实施例中，图5示出了本发明提供的控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令的实现流程图，其具体包括下述步骤：
在步骤S201中，电流值接收模块接收所述电流侦测装置3侦测到的电流值。
在步骤S202中，第一比对判断模块将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值，是则执行步骤S203，否则返回继续比对判断。
在步骤S203中，当所述电流值达到第一电流触发门限值时，计时控制模块控制启动所述计时器4进行计时操作。
在步骤S204中，第一判断模块判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值，是则执行步骤S205，否则继续判断。
在步骤S205中，第二判断模块判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值，是则执行步骤S206，否则继续判断。
在步骤S206中，当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，第一电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值。
在步骤S207中，第二比对判断模块对流经所述功率MOSFET装置1的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置1的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下，是则执行步骤S208，否则继续判断。
在步骤S208中，当流经所述功率MOSFET装置1的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，第二电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
在本发明实施例中，电源热插拔的双阈值过流保护系统包括功率MOSFET装置1、控制器2、电流侦测装置3和计时器4，电流侦测装置3用于侦测所述功率MOSFET装置1的电流值，并将侦测到的电流值发送给所述控制器2；控制器2用于接收电流侦测装置3侦测到的电流值，并将接收到的电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器4的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置1的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；计时器4用于根据控制器2的工作状态，执行计时操作；功率MOSFET装置1用于根据生成的调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断，从而优化现有的热插拔线路的保护策略，减小了功率MOSFET装置1故障的可能性，保证热插拔线路正常工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述电源热插拔的双阈值过流保护系统包括功率MOSFET装置、控制器、电流侦测装置和计时器，其中：
所述电流侦测装置，用于侦测所述功率MOSFET装置的电流值，并将侦测到的电流值发送给所述控制器；
所述控制器，分别与所述电流侦测装置、功率MOSFET装置和计时器连接，用于接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；
所述计时器，用于根据所述控制器的工作状态，执行计时操作；
所述功率MOSFET装置，用于根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
2.根据权利要求1所述的电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述控制器具体包括：
电流值接收模块，用于接收所述电流侦测装置侦测到的电流值；
第一比对判断模块，用于将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值；
计时控制模块，用于当所述电流值达到第一电流触发门限值时，控制启动所述计时器进行计时操作；
第一判断模块，用于判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值；
第二判断模块，用于判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值；
第一电流触发门限值调整模块，用于当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值。
3.根据权利要求2所述的电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述控制器还包括：
第二比对判断模块，用于对流经所述功率MOSFET装置的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下；
第二电流触发门限值调整模块，用于当流经所述功率MOSFET装置的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
4.根据权利要求1所述的电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述电流侦测装置为串连接在所述功率MOSFET装置所在的电流主线路上的侦测电阻。
5.根据权利要求1所述的电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述电流侦测装置集成设置在所述功率MOSFET装置内；
所述功率MOSFET装置由三个并联设置的场效应管组成，三个所述场效应管分别依次与运算放大器组、逻辑与门串联，所述逻辑与门的输出端与所述控制器连接；
所述运算放大器组包括依次串接的第一级运算放大器和第二级运算放大器。
6.根据权利要求5所述的电源热插拔的双阈值过流保护系统，其特征在于，所述功率MOSFET装置包括三个并联设置的第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3；
所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的漏极D分别与电压输入端Uin连接，所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S分别与电压输出端Uout连接；
所述第一场效应管Q1的漏极D依次串接电阻R1和二极管D1后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接，所述第二场效应管Q2的漏极D依次串接电阻R2和二极管D2后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接，所述第三场效应管Q3的漏极D依次串接电阻R3和二极管D3后与所述第一级运算放大器的正向输入端连接；
所述第一级运算放大器的反向输入端分别与所述第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的源极S连接，所述第一级运算放大器的输出端VE1与所述第二级运算放大器的反向输入端连接，所述第二级运算放大器的正想输出端作为参考电压VR；
所述第二级运算放大器的输出端VE2与所述逻辑与门第一输入端连接，所述逻辑与门的第二输入端与所述控制器的原始使能信号端VEN连接，所述逻辑与门的输出端VEN-R与所述控制器的EN管脚连接。
7.一种电源热插拔的双阈值过流保护方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
电流侦测装置对所述功率MOSFET装置的电流值进行侦测，并将侦测到的电流值发送给所述控制器；
控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令；
功率MOSFET装置根据生成的所述调整指令，控制流经的电流的大小和电流的通断。
8.根据权利要求7所述的电源热插拔的双阈值过流保护方法，其特征在于，所述控制器接收所述电流侦测装置侦测到的电流值，并将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值和第二电流触发门限值进行比对，并根据所述计时器的计时状态，控制生成调整流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值的调整指令的步骤具体包括下述步骤：
电流值接收模块接收所述电流侦测装置侦测到的电流值；
第一比对判断模块将接收到的所述电流值分别与预先设置的第一电流触发门限值进行比对，判断接收到的所述电流值是否达到第一电流触发门限值；
当所述电流值达到第一电流触发门限值时，计时控制模块控制启动所述计时器进行计时操作；
第一判断模块判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间是否大于预设额定时间数值；
第二判断模块判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数是否大于预设的次数额定值；
当实时电流超过所述第一电流触发门限值的持续时间大于预设额定时间数值，或者当实时电流超过所述第一电流触发门限值的次数大于预设的次数额定值时，第一电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第一电流触发门限值调整为第二电流触发门限值。
9.根据权利要求8所述的电源热插拔的双阈值过流保护方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：
第二比对判断模块对流经所述功率MOSFET装置的实时电流进行比对，判断流经所述功率MOSFET装置的实时电流是否恢复到第一电流触发门限值以下；
当流经所述功率MOSFET装置的实时电流恢复到第一电流触发门限值以下时，第二电流触发门限值调整模块将流经所述功率MOSFET装置的电流所对应的电流触发门限值由第二电流触发门限值调整为第一电流触发门限值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810012059.0A CN108199341A (zh) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | 一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810012059.0A CN108199341A (zh) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | 一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108199341A true CN108199341A (zh) | 2018-06-22 |
Family
ID=62587970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810012059.0A Pending CN108199341A (zh) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | 一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108199341A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109391238A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-26 | 北京华峰测控技术股份有限公司 | 一种功放热保护电路及热保护方法 |
| CN111181128A (zh) * | 2020-02-16 | 2020-05-19 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种基于e-fuse芯片的保护电路 |
| CN111352014A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-30 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种检测并定位异常mosfet的方法、系统、设备及介质 |
| CN111446706A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-24 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种电源保护方法及装置 |
| CN111864709A (zh) * | 2019-04-16 | 2020-10-30 | 维谛技术有限公司 | 过载保护方法、控制方法、装置和风电变流器 |
| CN116667268A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-08-29 | 荣耀终端有限公司 | 防止触发过流保护的方法及电子设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020105767A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-08 | Semiconductor Components Industries, Llc | Apparatus and method for providing overcurrent protection for switch-mode power supplies |
| CN201549882U (zh) * | 2009-11-12 | 2010-08-11 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 绝缘栅双极型晶体管保护装置 |
| US20130314836A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Allegro Microsystems, Inc. | Transistor Overcurrent Detection |
| CN106899003A (zh) * | 2015-11-25 | 2017-06-27 | 菲尼克斯电气公司 | 一种过电流检测装置 |
-
2018
- 2018-01-05 CN CN201810012059.0A patent/CN108199341A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020105767A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-08 | Semiconductor Components Industries, Llc | Apparatus and method for providing overcurrent protection for switch-mode power supplies |
| CN201549882U (zh) * | 2009-11-12 | 2010-08-11 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 绝缘栅双极型晶体管保护装置 |
| US20130314836A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Allegro Microsystems, Inc. | Transistor Overcurrent Detection |
| CN106899003A (zh) * | 2015-11-25 | 2017-06-27 | 菲尼克斯电气公司 | 一种过电流检测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 成立等: "《模拟电子技术基础 第2版》", 31 January 2015 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109391238A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-26 | 北京华峰测控技术股份有限公司 | 一种功放热保护电路及热保护方法 |
| CN111864709A (zh) * | 2019-04-16 | 2020-10-30 | 维谛技术有限公司 | 过载保护方法、控制方法、装置和风电变流器 |
| CN111864709B (zh) * | 2019-04-16 | 2022-05-10 | 维谛新能源有限公司 | 过载保护方法、控制方法、装置和风电变流器 |
| CN111181128A (zh) * | 2020-02-16 | 2020-05-19 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种基于e-fuse芯片的保护电路 |
| CN111352014A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-30 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种检测并定位异常mosfet的方法、系统、设备及介质 |
| CN111352014B (zh) * | 2020-02-28 | 2022-12-27 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种检测并定位异常mosfet的方法、系统、设备及介质 |
| CN111446706A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-24 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种电源保护方法及装置 |
| CN116667268A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-08-29 | 荣耀终端有限公司 | 防止触发过流保护的方法及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108199341A (zh) | 一种电源热插拔的双阈值过流保护系统及方法 | |
| KR101780396B1 (ko) | 배터리 보호 장치 및 방법 | |
| TWI519021B (zh) | 提供不間斷電源的引入負載開關的容錯電源 | |
| EP0661643A1 (en) | Circuit for controlling current in an adapter card | |
| JP6632794B2 (ja) | 入力ノードから出力ノードに結合される負荷に電力を供給するためのシステム | |
| CN106169925B (zh) | 具有输出均流的单片集成电路开关器件 | |
| US10720846B2 (en) | Sense resistor short detection for switching power converters | |
| CN111917163B (zh) | 多口充电控制电路和方法、充电芯片及供电设备 | |
| CN1689207A (zh) | 集成浪涌电流限制器电路及方法 | |
| TW201012026A (en) | Charging paths, battery charging systems, and methods for transferring charging current | |
| US9720432B2 (en) | Power transmission apparatus with over-loading protection and power-saving mechanism | |
| TW200944977A (en) | Voltage regulator | |
| TWI514410B (zh) | 電流供應電路與電壓供應電路 | |
| WO2017114134A1 (zh) | 电机保护电路和控制电机保护电路的方法 | |
| CN109742839A (zh) | 一种自举电容的充电控制电路及系统 | |
| KR20100080334A (ko) | 전류 제한 소스에 의해 전원 공급되는 전원 장치에서의 연기를 방지하는 장치, 시스템, 및 방법 | |
| CN112564078A (zh) | 一种供电系统、缓启动电路及控制方法 | |
| KR20210120092A (ko) | 충전 회로 및 전자 장치 | |
| WO2014005399A1 (zh) | 过压保护电路及电流采样装置 | |
| CN213072104U (zh) | 一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路 | |
| CN106786406B (zh) | 具有安全工作区域保护的单片集成开关器件 | |
| CN107466488A (zh) | 隔离驱动器 | |
| CN109374155A (zh) | 一种网卡温度检测装置及检测方法 | |
| CN110011654B (zh) | 一种电源域开关控制电路、方法及芯片 | |
| CN116087825B (zh) | 一种充电接口异物短路检测芯片、检测装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180622 |