CN109149509A - 一种供电保护装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供电保护装置与方法，装置包括：分压模块，连接至用电器，用于根据用电器是否在位而提供不同的分压；检测模块，连接至用电器或分压模块，用于测量用电器的供电流；基板控制器，连接至分压模块和检测模块，用于根据分压和供电流确定用电器的状态，并根据所述状态做出针对供电模块的供电判决。本发明的技术方案能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定，提高用电器的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及供电领域，并且更具体地，特别是涉及一种供电保护装置与方法。
背景技术
传统服务器都是依靠CPU进行数据处理。随着物联网规模的快速增长，集中式的数据存储和处理模式将面临难解的瓶颈和压力，此时在靠近数据产生的网络边缘提供数据处理的能力和服务将是推动ICT产业发展的下一个重要驱动力。
边缘服务器采用FPGA+GPU进行数据处理，产品可应用于自动驾驶、车联网、工业控制、智慧城市、AR/VR等应用方面。对于边缘服务器而言，负责整个网络间的设备通信的GPS模块是不可缺少的部分，而现有技术中对于GPS模块的供电保护并没有令人满意的解决方案。
针对现有技术缺乏对于GPS模块的供电保护的问题，目前尚未有有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种供电保护装置与方法，能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定，提高用电器的稳定性和可靠性。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种供电保护装置，包括：
分压模块，连接至用电器，用于根据用电器是否在位而提供不同的分压；
检测模块，连接至用电器或分压模块，用于测量用电器的供电流；
基板控制器，连接至分压模块和检测模块，用于根据分压和供电流确定用电器的状态，并根据该状态做出针对供电模块的供电判决。
在一些实施方式中，基板控制器在分压指示用电器不在位时，生成禁止供电模块供电的供电判决。
在一些实施方式中，基板控制器在分压指示用电器在位且供电流不超过预定阈值时，生成允许供电模块供电的供电判决。
在一些实施方式中，基板控制器在分压指示用电器在位且供电流超过预定阈值时，生成禁止供电模块供电的供电判决。
在一些实施方式中，基板控制器中还包括中断代码，中断代码用于在分压指示用电器在位且供电流连续多次超过预定阈值时，使基板控制器持续生成禁止供电模块供电的供电判决并发出告警。
在一些实施方式中，检测模块包括INA213AIDCKR芯片。
在一些实施方式中，供电模块包括N沟道场效应管和P沟道场效应管。
在一些实施方式中，用电器为GPS模块。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种供电保护方法，该方法包括以下步骤：
当分压模块指示用电器不在位时，不进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流不超过预定阈值时，进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流超过预定阈值时，进行断路。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种边缘计算服务器，包括：
用作计算模块的FPGA和GPU；
用于与其它边缘计算服务器通信的GPS模块；和
上述的供电保护装置。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的供电保护装置与方法，通过当用电器不在位时不供电，当用电器在位且供电流不超过预定阈值时供电，当用电器在位且供电流超过预定阈值时断路的技术方案，能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定，提高用电器的稳定性和可靠性。
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为本发明提供的供电保护装置的实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的供电保护装置的实施例的详细电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定的装置的实施例。图1示出的是本发明提供的供电保护装置的实施例的结构示意图。
所述供电保护装置包括：
分压模块1，连接至用电器0，用于根据用电器0是否在位而提供不同的分压；
检测模块2，连接至用电器0或分压模块1，用于测量用电器0的供电流；
基板控制器3，连接至分压模块1和检测模块2，用于根据分压和供电流确定用电器0的状态，并根据该状态做出针对供电模块4的供电判决。
本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。
本发明实施例能够保护用电器0的供电，防止烧毁或者用电器0不在位时误插短路的风险。
结合这里的公开所描述的各种示例性模块可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
在一些实施方式中，基板控制器3在分压指示用电器0不在位时，生成禁止供电模块4供电的供电判决；基板控制器3在分压指示用电器0在位且供电流不超过预定阈值时，生成允许供电模块4供电的供电判决；和/或，基板控制器3在分压指示用电器0在位且供电流超过预定阈值时，生成禁止供电模块4供电的供电判决。
根据本发明实施例公开的模块还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。上述模块也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述模块功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
在一些实施方式中，基板控制器3中还包括中断代码，中断代码用于在分压指示用电器0在位且供电流连续多次超过预定阈值时，使基板控制器3持续生成禁止供电模块4供电的供电判决并发出告警。
结合这里的公开所描述的各种示例性模块可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意模块的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
在一些实施方式中，检测模块2包括INA213AIDCKR芯片；供电模块4包括N沟道场效应管和P沟道场效应管；用电器0为GPS模块。
下面根据图2所示的具体实施例来进一步阐述阐述本发明的具体实施方式。如图2所示，GPS模块的供电为P12V_GPS，其原始来源是板上DC产生的12V，用BMC(基板控制器3)的ADC(模数转换器)来侦测MON_SYNC_SENSE的值决定是否给GPS模块供电。信号MON_SYNC通过10K(R1)电阻上拉到12V，MON_SYNC_SENSE到MON_SYNC有2K(R2)和13K(R3)的电阻分压，另外GPS模块内部有1K(R9)的电阻下拉。
当GPS不在位时，MON_SYNC的电压为7.2V，此时分压后MON_SYNC_SENSE电压值为0.96V，当BMC通过ADC侦测到MON_SYNC_SENSE信号电压为0.96V时，BMC_SYNC_EN输出低，经过N沟道场效应管NMOS(Q2)反向后输出高，P沟道场效应管PMOS(Q1)关断，不对GPS模块供电。
当插入GPS时，PMOS(Q1)还处于关断状态，但是由于GPS模块有内部1K下拉对MON_SYNC进行分压，此时MON_SYNC电压值为1.03V，同时MON_SYNC_SENSE信号电压值变为0.137V，BMC侦测到这个电压值即意味着GPS模块已经插入但是PMOS9(Q1)还未导通，此时BMC对BMC_SYNC_EN输出高，通过NMOS(Q2)反向后输出低，打开PMOS，给GPS模块供电。
在PMOS导通后，会旁路MON_SYNC与12V之间的10K(R1)电阻，此时MON_SYNC的值为12V，而MON_SYNC_SENSE信号电压为1.6V，BMC侦测到这个电压值时意味着GPS模块已经插入同时PMOS(Q1)导通，此时需要持续给GPS模块供电，BMC_SYNC_EN输出高，通过NMOS(Q2)反向后输出低，打开PMOS，给GPS模块供电。
另一方面，当GPS模块的工作电流大于预定阈值(例如0.5A)时，认定其工作异常，需要关断PMOS(Q1)。使用芯片INA213AIDCKR检测电流，在其IN+和IN-之间跨接0.1欧姆的精密电阻，当电阻两端的电流为0.5A时，SYNC_CURRENT_ANA输出电压为2.5V，经过电阻分压后信号SYNC_CURRENT_ANA_SENSE的电压值为1.0V，BMC侦测到这个信号的电压值为1V即意味着GPS的工作电流超限，关断PMOS(Q1)，停止给GPS模块供电。当BMC侦测到SYNC_CURRENT_ANA_SENSE信号电压低于1V(门限值可以设为例如0.9V)时，BMC再次打开PMOS(Q1)。
额外地，当这种情况连续发生3次后，BMC彻底关断PMOS，并上报中断给系统解决。这个部分可以由设置在BMC内部的代码执行，或在外部额外搭建门电路执行。
具体地，GPS模块的接口形态为可热插拔的RJ45。一方面，侦测MON_SYNC_SENSE值收集GPS是否在位信息，来决定打开还是关断PMOS管；另一方面，也侦测SYNC_CURRENT_ANA_SENSE收集GPS模块是否过流信息，来决定打开还是关断PMOS管。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的供电保护装置，通过当用电器0不在位时不供电，当用电器0在位且供电流不超过预定阈值时供电，当用电器0在位且供电流超过预定阈值时断路的技术方案，能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器0的用电安全稳定，提高用电器0的稳定性和可靠性。
需要特别指出的是，上述供电保护装置的各个实施例中的各个模块均可以按照本领域技术人员的需求而相互交换、改变位置、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于供电保护装置也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定的方法的实施例。所述方法包括以下步骤：
当分压模块指示用电器不在位时，不进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流不超过预定阈值时，进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流超过预定阈值时，进行断路。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。所述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定的边缘计算服务器的实施例。边缘计算服务器包括用作计算模块的FPGA和GPU、用于与其它边缘计算服务器通信的GPS模块、和上述的供电保护装置。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的供电保护方法和边缘计算服务器，通过当用电器不在位时不供电，当用电器在位且供电流不超过预定阈值时供电，当用电器在位且供电流超过预定阈值时断路的技术方案，能够保护不同GPS模块或不同类型的用电器的用电安全稳定，提高用电器的稳定性和可靠性。
需要特别指出的是，上述供电保护方法和边缘计算服务器的实施例采用了所述供电保护装置的实施例来具体说明各步骤的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些步骤应用到所述供电保护装置的其他实施例中。当然，由于所述供电保护装置实施例中的各个模块均可以相互交换、改变位置、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于供电保护方法和边缘计算服务器也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种供电保护装置，其特征在于，包括：
分压模块，连接至用电器，用于根据用电器是否在位而提供不同的分压；
检测模块，连接至用电器或所述分压模块，用于测量用电器的供电流；
基板控制器，连接至所述分压模块和所述检测模块，用于根据所述分压和所述供电流确定用电器的状态，并根据所述状态做出针对供电模块的供电判决。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板控制器在所述分压指示用电器不在位时，生成禁止所述供电模块供电的所述供电判决。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板控制器在所述分压指示用电器在位且所述供电流不超过预定阈值时，生成允许所述供电模块供电的所述供电判决。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板控制器在所述分压指示用电器在位且所述供电流超过预定阈值时，生成禁止所述供电模块供电的所述供电判决。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述基板控制器中还包括中断代码，所述中断代码用于在所述分压指示用电器在位且所述供电流连续多次超过预定阈值时，使所述基板控制器持续生成禁止所述供电模块供电的所述供电判决并发出告警。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括INA213AIDCKR芯片。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述供电模块包括N沟道场效应管和P沟道场效应管。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，用电器为GPS模块。
9.一种供电保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
当分压模块指示用电器不在位时，不进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流不超过预定阈值时，进行供电；
当分压模块指示用电器在位且检测模块指示供电流超过预定阈值时，进行断路。
10.一种边缘计算服务器，其特征在于，包括：
用作计算模块的FPGA和GPU；
用于与其它边缘计算服务器通信的GPS模块；和
如权利要求1-8中任一项所述的供电保护装置。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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