CN109327012B - 一种主板的保护电路及服务器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种主板的保护电路，所述电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管，第一分压电阻、第二分压电阻以及温度敏感元件连接在芯片和金属氧化物半导体场效应管之间，基于第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及芯片栅极电压，可以实现金属氧化物半导体场效应管的栅极电压控制，进而实现对金属氧化物半导体场效应管的通断状态的控制，当芯片异常导致发热时，由于温度敏感元件具有负温度系数，阻抗会显著减小，能够拉低金属氧化物半导体场效应管的栅极电压，关闭金属氧化物半导体场效应管，从而实现对主板的保护。本申请还公开了一种服务器。
Description
技术领域
本申请涉及计算机通信技术领域，尤其涉及一种主板的保护电路及服务器。
背景技术
随着信息时代的发展，用户对信息获取的要求越来越高，因此，服务器生产设计厂商的一个研究趋势即为提高服务器的吞吐率。为了提高服务器的吞吐率，服务器的电源供应单元(Power supply unit，PSU)需要提高为服务器主板提供的功率，如此导致服务器主板电流愈来愈大，而电压电流在转换时存在耗损，可以使得主板温度上升。
主板温度上升可以导致主板的性能降低，甚至可以导致主板损坏，进而影响主板正常工作。目前，针对服务器主板，其保护机制主要包括利用芯片(Intergrated Circuit，IC)自身的过电压保护(Over Voltage Protection，OVP)机制和过电流保护(Over CurrentProtection，OCP)机制实现对服务器主板的保护，并未提供基于温度保护服务器主板的机制，如此导致服务器主板常常因温度上升而损坏。
因此，业界亟需提供一种基于温度对服务器主板进行保护的机制。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种主板的保护电路。通过在金属氧化物半导体场效应管上连接温度敏感元件，当芯片发生异常时，温度敏感元件能够将金属氧化物半导体场效应管栅极电压拉低，关闭金属氧化物半导体场效应管，切断金属氧化物半导体场效应管与主板的电连接，实现基于温度对主板的保护。对应地，本申请还提供了一种服务器。
本申请第一方面提供了一种主板的保护电路，所述电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管，所述温度敏感元件具有负温度系数，其中：
所述第一分压电阻的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管的栅极；
所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接；
所述第二分压电阻的第二端接地；
所述温度敏感元件的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述温度敏感元件的的第二端接地；
所述芯片的栅极与所述第一分压电阻的第二端连接，以便根据所述第一分压电阻、所述第二分压电阻以及所述温度敏感元件控制所述金属氧化物半导体场效应管的开关状态，实现对主板的保护。
可选的，所述温度敏感元件具体用于：
所述芯片的电路发生异常时，将所述金属氧化物半导体场效应管的栅极电压拉低；
则所述金属氧化物半导体场效应管具体用于：
若所述栅极电压小于阈值电压，则关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
可选的，所述温度敏感元件具体用于：
所述芯片的电路处于正常工作状态时，将所述金属氧化物半导体场效应管的栅极电压维持在高电位；
则所述金属氧化物半导体场效应管具体用于：
保持开启状态。
可选的，所述温度敏感元件包括热敏电阻。
可选的，所述金属氧化物半导体场效应管包括N型金属氧化物半导体场效应管。
可选的，所述芯片包括热插拔芯片。
可选的，所述电路还包括滤波电容；
所述第二分压电阻的第二端通过所述滤波电容接地。
可选的，所述电路还包括电流检测单元，所述电流检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，具体用于：
检测所述芯片的电流，并在所述电流达到预设电流时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
可选的，所述电路还包括电压检测单元，所述电压检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，具体用于：
检测所述芯片的电压，并在所述电压达到预设电压时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
本申请第二方面提供了一种服务器，所述服务器包括电源供应单元和服务器主板，其中：
所述服务器主板设置有本申请第一方面所述的主板的保护电路；
所述电源供应单元为主板的保护主板的保护电路提供电源。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例中提供了一种主板的保护电路，所述电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管，第一分压电阻、第二分压电阻以及温度敏感元件连接在芯片和金属氧化物半导体场效应管之间，基于第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及芯片栅极电压，可以实现金属氧化物半导体场效应管的栅极电压控制，进而实现对金属氧化物半导体场效应管的通断状态的控制，当芯片异常导致发热时，由于温度敏感元件具有负温度系数，阻抗会显著减小，能够拉低金属氧化物半导体场效应管的栅极电压，关闭金属氧化物半导体场效应管，切断金属氧化物半导体场效应管与主板的电连接，从而实现对主板的保护。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中一种主板的保护电路的结构示意图；
图2为本申请实施例中一种主板的保护电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
针对现有技术中仅基于芯片自身的OVP机制和OCP机制对主板进行保护，导致主板常常因温度上升而损坏的技术问题，本申请提供了一种主板的保护电路，该电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，第一分压电阻、第二分压电阻以及温度敏感元件连接在芯片和金属氧化物半导体场效应管之间，基于第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及芯片栅极电压，可以实现金属氧化物半导体场效应管的栅极电压控制，进而实现对金属氧化物半导体场效应管的通断状态的控制，当芯片异常导致发热时，由于温度敏感元件具有负温度系数，阻抗会显著减小，能够拉低金属氧化物半导体场效应管的栅极电压，关闭金属氧化物半导体场效应管，切断金属氧化物半导体场效应管与主板的电连接，从而实现对主板的保护。
为了使得本申请的技术方案更加清楚、易于理解，下面将结合附图对本申请实施例提供的主板的保护电路进行介绍。
参见图1所示的主板的保护电路的结构示意图，该主板的保护电路包括芯片10、第一分压电阻20、第二分压电阻30、温度敏感元件40以及金属氧化物半导体场效应管50，所述温度敏感元件50具有负温度系数，其中：
所述第一分压电阻20的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管50的栅极；
所述第一分压电阻20的第二端与所述第二分压电阻30的第一端连接；
所述第二分压电阻30的第二端接地；
所述温度敏感元件40的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管50的栅极，所述温度敏感元件40的的第二端接地；
所述芯片10的栅极与所述第一分压电阻20的第二端连接，以便根据所述第一分压电阻20、所述第二分压电阻30以及所述温度敏感元件40控制所述金属氧化物半导体场效应管50的开关状态，实现对主板的保护。
在具体实现时，当芯片IC发生异常，如元件短路等异常时，电路会产生发热现象，如此将导致温度上升，由于电路中增加了温度敏感元件40，该温度敏感元件40具有负温度系数，因此温度敏感元件40的电阻将随着温度的上升而降低，而金属氧化物半导体场效应管MOSFET的栅极通过所述温度敏感元件40接地，随着温度敏感元件40的电阻逐渐降低，MOSFET的栅极电压也相应地被拉低。因此，温度敏感元件40具体用于所述芯片10的电路发生异常时，将金属氧化物半导体场效应管50的栅极电压拉低，而金属氧化物半导体场效应管50则用于其栅极电压小于阈值电压时，关闭金属氧化物半导体场效应管50，避免主板被烧坏，在OCP和OVP的基础上，实现基于温度对主板进行保护。
需要说明的是，金属氧化物半导体场效应管型号不同，其对应的阈值电压可以是不同的，在一些可能的实现方式中，阈值电压可以是1.5V(伏)，若MOSFET栅极电压小于阈值电压，如1.5V，则MOSFET将处于关闭状态。如此，电源供应单元PSU输入的电源信号P12V_PSU以及P12V不会通过该MOSFET传输至主板，避免了主板被烧坏，实现了对主板的二次保护。其中，二次保护具体是指在过电流、过电压保护的基础上，增加了基于温度对主板进行保护的机制。
可以理解，当芯片10未发生异常，也即芯片10的电路处于正常工作状态时，电压和电流均处于正常状态，电路也不会因电流过大而发热，温度也不会上升，如此，温度敏感元件40的电阻并不会减小，因而所述芯片10的电路处于正常工作状态时，温度敏感元件40将所述金属氧化物半导体场效应管50的栅极电压维持在高电位；此时，所述金属氧化物半导体场效应管40保持开启状态。
在本申请实施例一些可能的实现方式中，温度敏感元件40可以是热敏电阻，该热敏电阻的电阻值可以随着温度升高而减小，在有些情况下，热敏电阻的电阻值甚至可以降低至接近零，如此，MOSFET的栅极电压可以拉低至接近零。
在具体实现时，一般选择N型金属氧化物半导体场效应管也即NMOS，实现本申请实施例中的主板的保护电路。换言之，本申请实施例中的金属氧化物半导体场效应管50可以是NMOS。图1是以NMOS作为示例进行说明的，其并不构成对本申请技术方案的限制，在有些工艺中，金属氧化物半导体场效应管50也可以是P型金属氧化物半导体场效应管，也即PMOS，可以根据实际需求确定金属氧化物半导体场效应管的类型。
可以理解，本申请实施例中的芯片可以是热插拔芯片，也称Hot Swap IC。HotSwap IC所需的功率较大，当芯片发生异常时，温度上升的幅度较大，如此，温度敏感元件40如热敏电阻能够较好地发挥作用，将MOSFET的栅极电压拉低，当MOSFET的栅极电压小于电压阈值时，其能够关闭MOSFET，实现对主板的保护。
在一些可能的实现方式中，所述电路还可以包括滤波电容60，具体可以参见图2，所述第二分压电阻30的第二端通过所述滤波电容60接地，基于此，可以对干扰信号滤波，避免干扰信号对MOSFET栅极电压产生影响，进而影响了MOSFET的开闭状态。
以上为本申请实施例提供的一种主板的保护电路，所述电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管，第一分压电阻、第二分压电阻以及温度敏感元件连接在芯片和金属氧化物半导体场效应管之间，基于第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及芯片栅极电压，可以实现金属氧化物半导体场效应管的栅极电压控制，进而实现对金属氧化物半导体场效应管的通断状态的控制，当芯片异常导致发热时，由于温度敏感元件具有负温度系数，阻抗会显著减小，能够拉低金属氧化物半导体场效应管的栅极电压，关闭金属氧化物半导体场效应管，切断金属氧化物半导体场效应管与主板的电连接，从而实现对主板的保护。
在具体实现时，本申请实施例提供的主板的保护电路还可以包括电流检测单元，用于对主板的电流进行监测，从而实现对主板的保护。具体地，在一些可能的实现方式中，所述电路还包括电流检测单元，所述电流检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，电流检测单元具体用于：检测所述主板的电流，并在所述电流达到预设电流时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。如此，在实现了基于温度对主板进行保护的基础上，还增加了基于电流对主板进行保护的机制。
类似的，除了可以基于温度、电流等对主板进行保护，还可以基于主板的电压对主板进行保护。在一些可能的实现方式中，所述电路还包括电压检测单元，所述电压检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，具体用于：检测所述主板的电压，并在所述电压达到预设电压时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
可以理解，本申请实施例提供的主板的保护电路主要应用于服务器，尤其是应用于服务器主板。服务器主板也称主机板、系统板等，一般安装于机箱内，是服务器的基本部件之一。服务器主板上设置有与该主板对应的保护电路，用于实现基于温度对主板进行保护，提供了二次保护机制，提高了服务器主板的可靠性。
基于本申请实施例提供的服务器主板，本申请实施例还提供了一种服务器，下面将本申请实施例提供的服务器进行介绍。
可选的，本申请实施例还提供了一种服务器，所述服务器包括电源供应单元和服务器主板，其中：
所述服务器主板设置有本申请所述的主板的保护电路；
所述电源供应单元为主板的保护电路提供电源。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种主板的保护电路，其特征在于，所述电路包括芯片、第一分压电阻、第二分压电阻、温度敏感元件以及金属氧化物半导体场效应管，所述温度敏感元件具有负温度系数，其中：
所述第一分压电阻的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管的栅极；
所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接；
所述第二分压电阻的第二端接地；
所述温度敏感元件的第一端连接至所述金属氧化物半导体场效应管的栅极，所述温度敏感元件的的第二端接地；
所述芯片的栅极与所述第一分压电阻的第二端连接，以便根据所述第一分压电阻、所述第二分压电阻以及所述温度敏感元件控制所述金属氧化物半导体场效应管的开关状态，实现对主板的保护；
所述芯片的电路发生异常时，将所述金属氧化物半导体场效应管的栅极电压拉低；
则所述金属氧化物半导体场效应管具体用于：
若所述栅极电压小于阈值电压，则关闭所述金属氧化物半导体场效应管；
所述芯片的电路处于正常工作状态时，将所述金属氧化物半导体场效应管的栅极电压维持在高电位；
则所述金属氧化物半导体场效应管具体用于：
保持开启状态。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述温度敏感元件包括热敏电阻。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述金属氧化物半导体场效应管包括N型金属氧化物半导体场效应管。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述芯片包括热插拔芯片。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括滤波电容；
所述第二分压电阻的第二端通过所述滤波电容接地。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括电流检测单元，所述电流检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，具体用于：
检测所述主板的电流，并在所述电流达到预设电流时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括电压检测单元，所述电压检测单元分别与主板和所述金属氧化物半导体场效应管连接，具体用于：
检测所述主板的电压，并在所述电压达到预设电压时，关闭所述金属氧化物半导体场效应管。
8.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括电源供应单元和服务器主板，其中：
所述服务器主板设置有权利要求1至7任意一项所述的主板的保护电路；
所述电源供应单元为所述主板的保护电路提供电源。
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