CN108879594B - 一种服务器及其pol的过电流保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种POL的过电流保护电路，包括：第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元连接的电阻模块；用于在POL启动完成前发送第一信号以控制电阻模块为第一阻值，并在POL启动完成后发送第二信号以控制电阻模块为第二阻值的控制单元；其中，第一阻值大于第二阻值；用于获取电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元。应用本发明所提供的方案，能够防止涌浪电流引起的保护动作的误触发。本发明还提供了一种服务器，具有相应技术效果。

Description

一种服务器及其POL的过电流保护电路

技术领域

本发明涉及电力器件技术领域，特别是涉及一种服务器及其POL的过电流保护电路。

背景技术

POL(point of load，负载点转换器)常用于分布式、多功能性的PCB板卡设计当中，可以是一个微小的电源集成电路，也可以是微功率的电源模块。POL的电压较低，例如常见的1.5V、2V、3.3V等。随着单相的电路设计越来越多，所运用的POL设计也因此越来越多。

在现有的POL设计中，会设计一个过电流保护值，当POL正常运行的过程中，采样点的电流值高于该预设的过电流保护值时，便会触发相应的保护动作，例如继电器的关断。但POL启动过程中存在涌浪电流，涌浪电流较大时，可能会超过预设的过电流保护值时，引起保护动作的误触发。特别是POL的后端电路中，如果设计的电容较多，涌浪电流更大，更易引起保护动作的误触发。

综上所述，如何防止涌浪电流引起的保护动作的误触发，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种POL的过电流保护电路，以防止涌浪电流引起的保护动作的误触发。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种POL的过电流保护电路，包括：

第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元连接的电阻模块；

用于在所述POL启动完成前发送第一信号以控制所述电阻模块为第一阻值，并在所述POL启动完成后发送第二信号以控制所述电阻模块为第二阻值的所述控制单元；其中，所述第一阻值大于所述第二阻值；

用于获取所述电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元。

优选的，所述电阻模块包括：

第一端与所述POL中的电流采样点连接，第二端接地的目标电阻；

N个开关管以及N个电阻；

其中，第K开关管的第一端与所述目标电阻的第一端连接，所述第K开关管的第二端与第K电阻的第一端连接，所述第K开关管的控制端与所述控制单元连接，所述第K电阻的第二端接地，N≥K≥1；

所述控制单元具体用于：发送所述第一信号或者所述第二信号以相应地控制N个所述开关管的通断，以使在所述POL启动完成前，所述电阻模块为所述第一阻值，并在所述POL启动完成后，所述电阻模块为所述第二阻值。

优选的，所述N的取值为1。

优选的，N个所述开关管均为MOS管。

优选的，所述目标电阻为可调电阻。

优选的，N个所述电阻均为可调电阻。

优选的，所述电阻模块为数字电位器。

优选的，还包括：

与所述触发单元连接，用于当所述触发单元触发保护动作时，输出提示信息的报警装置。

优选的，所述触发单元为通过电流采样装置获得所述电流采样点的电流的触发单元，或者为通过电压采样装置获得所述电流采样点的对地电压，进而转换为所述电流采样点的电流的触发单元。

一种服务器，包括上述任一项所述的POL的过电流保护电路

应用本发明实施例所提供的技术方案，包括：第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元连接的电阻模块；用于在POL启动完成前发送第一信号以控制电阻模块为第一阻值，并在POL启动完成后发送第二信号以控制电阻模块为第二阻值的控制单元；其中，第一阻值大于第二阻值；用于获取电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元。

本申请的方案中，当POL启动完成前，电阻模块为第一阻值，此时电流采样点所在的线路的阻抗较大，这样，即使存在涌浪电流，在电流采样点检测出的电流也较低，不会引起触发单元的保护动作。而POL启动完成后，电阻模块为阻值更低的第二阻值，即降低了电流采样点所在的线路的阻抗，相较于POL启动完成前，在同样的条件下，此时在电流采样点采样得到的电流值会更大，使得触发单元可以通过该采样值保证POL的正常运行。本申请的方案中，触发单元仅有一个预设阈值，即本申请中只设置了一个过电流保护值，但通过控制单元对阻值模块的阻值进行控制，起到了两段式过电流保护的效果。因此，本申请的方案可以防止涌浪电流引起的保护动作的误触发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中POL的过电流保护电路的一种结构示意图；

图2为本发明中POL的过电流保护电路的另一种结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种POL的过电流保护电路，能够防止涌浪电流引起的保护动作的误触发。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种POL的过电流保护电路的结构示意图，包括：

第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元20连接的电阻模块10。

由于电阻模块10第一端与POL中的电流采样点连接，第二端接地，因此，电阻模块10的等效阻值的不同，会使得电流采样点的电压不同，进而使得电流采样点处的电流大小不同。

电阻模块10具体的构成可以有多种形式，例如在一种具体实施方式中，电阻模块10为数字电位器，数字电位器易于对阻值进行调节，具有使用灵活，调节精度高，抗干扰，体积小等优点。但需要指出的是，本申请提供的电阻模块10至少需要具有两种不同的状态，不同状态下的等效阻值不同，以实现本申请的两阶段式的过电流保护的功能。

用于在POL启动完成前发送第一信号以控制电阻模块10为第一阻值，并在POL启动完成后发送第二信号以控制电阻模块10为第二阻值的控制单元20；其中，第一阻值大于第二阻值。

第一信号和第二信号均可以为电信号。在POL启动完成之前，控制单元20向电阻模块10发送第一信号，以控制在POL启动完成之前的这一时间段，电阻模块10处于第一阻值的状态。相应的，在POL启动完成之后，控制单元20向电阻模块10发送第二信号，以控制在POL启动完成之后的时间段，电阻模块10处于第二阻值的状态。此处描述的第一阻值以及第二阻值，指的均为电阻模块10的等效电阻值。

在POL启动完成之前，电阻模块10为第一阻值，相较于POL启动完成之后的第二阻值，该阻值更高，也即此时电流采样点所在线路的阻抗更高。因此，在相同的条件下，POL启动完成之前在电流采样点检测出的电流大小，会低于POL启动完成之后在电流采样点检测出的电流大小。

并且需要说明的是，第一阻值以及第二阻值的设计，需要根据实际情况进行设定和调整，例如根据实际电路中，触发单元30中的预设阈值的大小，涌浪电流的大小等因素进行第一阻值以及第二阻值的设定。第一阻值的设定，要使得在POL启动完成前，尽管存在涌浪电流，电流采样点检测出的电流值也需低于触发单元30中的预设阈值。相应的，第二阻值的设置，要使得POL启动完成之后，电流采样点检测的电流能够实现对POL的保护，即当POL出现短路故障等原因导致的电流过大时，此时电流采样点检测出的电流值应该要高于预设阈值，而POL正常工作时，此时电流采样点检测出的电流值不会高于预设阈值。第二阻值的设定还可以参考现有技术中的单路的过电流保护线路的阻值设定。

用于获取电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元30。

触发单元30可以获取电流采样点的电流，根据采样得到的电流值大小与预设阈值之间的比较结果，决定是否触发保护动作。预设阈值可以根据实际情况进行设定，例如根据POL中的器件的功率损耗等因素进行设定。触发单元30触发的保护动作，可以是相关继电器的关断，实现POL或者相关电路的隔离，实现过电流保护。触发单元30可以选取现有技术中单路过电流保护中所使用的触发单元30，结构简单，本申请也并不需要对其进行结构调整。

需要说明的是，在现有技术中的一些高阶芯片中，会设置有两段式的过电流保护以预防涌浪电流的冲击，但这些高阶芯片个体昂贵，结构复杂，通常是通过设置两个阈值点来实现两段式的过电流保护。本申请的方案中，采用的是结构简单的具有单阈值设置的触发单元30，并且电阻模块10的结构也较为简单，特别是在仅采用两个电阻以及一个MOS管的实施例中，结构最为简单，且所需的元器件也很少。通过电阻模块10的不同阻值的设置，起到了两阶段式的过电流保护的效果。

在具体实施时，触发单元30可以为通过电流采样装置获得电流采样点的电流的触发单元30，也可以是通过电压采样装置获得电流采样点的对地电压，进而转换为电流采样点的电流的触发单元30。

相较于电压的变化而言，电流的变化通常需要更长的时间。因此，通常可以采用电压采样装置获得电流采样点的对地电压，进而转换为该电流采样点的电流，使得触发单元30可以更为及时地对电流采样点的采样数据进行响应，有利于及时地进行过电流保护。

应用本发明所提供的POL的过电流保护电路，包括：第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元连接的电阻模块；用于在POL启动完成前发送第一信号以控制电阻模块为第一阻值，并在POL启动完成后发送第二信号以控制电阻模块为第二阻值的控制单元；其中，第一阻值大于第二阻值；用于获取电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元。

本申请的方案中，当POL启动完成前，电阻模块为第一阻值，此时电流采样点所在的线路的阻抗较大，这样，即使存在涌浪电流，在电流采样点检测出的电流也较低，不会引起触发单元的保护动作。而POL启动完成后，电阻模块为阻值更低的第二阻值，即降低了电流采样点所在的线路的阻抗，相较于POL启动完成前，在同样的条件下，此时在电流采样点采样得到的电流值会更大，使得触发单元可以通过该采样值保证POL的正常运行。本申请的方案中，触发单元仅有一个预设阈值，即本申请中只设置了一个过电流保护值，但通过控制单元对阻值模块的阻值进行控制，起到了两段式过电流保护的效果。因此，本申请的方案可以防止涌浪电流引起的保护动作的误触发。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图2，电阻模块10包括：

第一端与POL中的电流采样点连接，第二端接地的目标电阻11；

N个开关管以及N个电阻；

其中，第K开关管的第一端与目标电阻11的第一端连接，第K开关管的第二端与第K电阻的第一端连接，第K开关管的控制端与控制单元20连接，第K电阻的第二端接地，N≥K≥1；

控制单元20具体用于：发送第一信号或者第二信号以相应地控制N个开关管的通断，以使在POL启动完成前，电阻模块10为第一阻值，并在POL启动完成后，电阻模块10为第二阻值。

在图2的实施方式中，N的取值为1，使得电阻模块10所需的元器件非常少，具体的，只需要目标电阻11，第一开关管12以及第一电阻13这三个元件。这样的设计方式使得成本非常低，器件故障的发生次数也较低。

当N为1时，控制单元20在POL启动完成前发送第一信号，例如可以是低电平信号，控制第一开关管12为关断状态，此时，第一阻值即为目标电阻11的阻值。相应的，在POL启动完成后发送第二信号，例如可以是高电平的Power Good信号，控制第一开关管12为开启状态，此时，第二阻值即为第一电阻13与目标电阻11并联之后的等效阻值。在图2的实施方式中，第一开关管12为MOS管，MOS的损耗较低，有利于避免不必要的能量损失，但在其他实施方式中，也可以根据实际需要，选取其他类型的开关管，并不影响本发明的实施。

考虑到在不同场合中，第一阻值以及第二阻值的大小可能需要进行一定的调整，例如POL的后端电路新增了部分器件，或者电路结构进行了一定的修改，可能需要对第一阻值以及第二阻值的大小进行相应的调整。而该种实施方式中，第一阻值以及第二阻值的大小，取决于目标电阻的阻值大小，N个电阻的阻值大小以及N个开关管所处的状态，因此，为了便于对第一阻值以及第二阻值的大小的调节，N可以大于1。例如，一种具体实施方式中N为2，控制单元20在POL启动完成前发送第一信号，控制第一开关管为关断状态，第二开关管为开启状态，此时，第一阻值即为目标电阻与第二电阻并联之后的等效阻值。而在POL启动完成后发送第二信号，控制第一开关管为开启状态，第二开关管为关断状态，此时，第二阻值即为第一电阻与目标电阻并联之后的等效阻值。并且需要说明的是，当N大于1时，各个开关管的控制端通常均需要与控制单元20连接。

进一步的，为了便于第一阻值以及第二阻值的调节，目标电阻11可以为可调电阻，N个电阻也可以均为可调电阻。优选的，N可以为1，目标电阻11以及第一电阻13均为可调电阻，这样的方案便于第一阻值以及第二阻值的调整，所需的元器件也较少，有利于降低成本。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

与触发单元30连接，用于当触发单元30触发保护动作时，输出提示信息的报警装置。

触发单元30触发了保护动作之后，说明此时流经电流采样点的电流较大，电路中可能出现了故障，例如电路中发生了短路故障造成触发单元30的保护动作。该种实施方式中，采用报警装置进行提示信息的输出，报警装置可以为指示灯，蜂鸣器等器件，通常报警装置输出的提示信息，有利于技术人员对故障的及时发现以及处理。

相应于上面的POL的过电流保护电路，本发明实施例还提供了一种服务器，该服务器可以包括上述任一实施例中的POL的过电流保护电路，此处不重复说明。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种POL的过电流保护电路，其特征在于，包括：

第一端与负载点转换器POL中的电流采样点连接，第二端接地，控制端与控制单元连接的电阻模块；

用于在所述POL启动完成前发送第一信号以控制所述电阻模块为第一阻值，并在所述POL启动完成后发送第二信号以控制所述电阻模块为第二阻值的所述控制单元；其中，所述第一阻值大于所述第二阻值；

用于获取所述电流采样点的电流，以在获取的电流值高于预设阈值时触发保护动作的触发单元；

所述电阻模块包括：

第一端与所述POL中的电流采样点连接，第二端接地的目标电阻；

N个开关管以及N个电阻；

其中，第K开关管的第一端与所述目标电阻的第一端连接，所述第K开关管的第二端与第K电阻的第一端连接，所述第K开关管的控制端与所述控制单元连接，所述第K电阻的第二端接地，N≥K≥1；

所述控制单元具体用于：发送所述第一信号或者所述第二信号以相应地控制N个所述开关管的通断，以使在所述POL启动完成前，所述电阻模块为所述第一阻值，并在所述POL启动完成后，所述电阻模块为所述第二阻值；

所述N的取值至少为2。

2.根据权利要求1所述的POL的过电流保护电路，其特征在于，N个所述开关管均为MOS管。

3.根据权利要求1或2所述的POL的过电流保护电路，其特征在于，所述目标电阻为可调电阻。

4.根据权利要求3所述的POL的过电流保护电路，其特征在于，N个所述电阻均为可调电阻。

5.根据权利要求1所述的POL的过电流保护电路，其特征在于，还包括：

与所述触发单元连接，用于当所述触发单元触发保护动作时，输出提示信息的报警装置。

6.根据权利要求1所述的POL的过电流保护电路，其特征在于，所述触发单元为通过电流采样装置获得所述电流采样点的电流的触发单元，或者为通过电压采样装置获得所述电流采样点的对地电压，进而转换为所述电流采样点的电流的触发单元。

7.一种服务器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的POL的过电流保护电路。

Images