CN110718893A - 一种过流保护方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过流保护方法与装置，包括周期性地执行以下步骤：采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。本发明能够随电压变化而调整阈值，防止触发误保护。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，更具体地，特别是指一种过流保护方法与装置。
背景技术
热插拔指的是一块不带电的板卡与带电板卡之间进行插拔操作。为了防止在进行热插拔操作时出现较大的过冲电流，造成已带电板卡的损坏，因此需要在热插拔的板卡上会设计热插拔线路来控制过冲电流的大小。
热插拔线路一般由控制器和若干功率器件以及外围线路组成，功率器件采并联以增大热插拔功率。控制器通过控制功率器件使其工作在不同的区域，进而控制电流通断。常用的热插拔线路也有过流保护功能，但是一般的过流保护阈值都是固定值，当电流大小超出过流保护的阈值时，控制器会控制功率器件关闭。
服务器在给GPU(图形处理单元)供电时，GPU的电压范围较大，而功率是固定的，因此在电压不同时电流大小也要发生变化。而传统的热插拔线路的OCP阈值是固定的，一般设置为正常输出电流大小的1.2倍左右。当电流达到甚至超出此电流阈值，控制器会控制功率器件关闭，起到过流保护作用。而应用在GPU上，电压降低时电流增大，如果采用高电压设置的OCP(过流保护)阈值，可能会误触发到OCP点，导致热插拔线路误保护。
针对现有技术中过流保护的OCP阈值固定，不适应负载变压工作的问题，目前尚无有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种过流保护方法与装置，能够随电压变化而调整阈值，防止触发误保护。
基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种过流保护方法，包括周期性地执行以下步骤：
采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；
响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
在一些实施方式中，采集当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压；
根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值包括：
将负载额定功率除以当前输入电压或当前输出电压，再乘以负载因数的值确定为过流保护阈值；
在周期性地确定过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
在一些实施方式中，采集当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集精密电阻两端的电压降，并将电压降除以精密电阻的电阻值确定为当前实际电流；与过流保护阈值比较大小包括：将当前实际电流和过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定比较器的输出端电压高低来比较大小。
在一些实施方式中，功率器件为金属氧化物半导体场效应管，金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到负载，金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到比较器的输出端，金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路包括：金属氧化物半导体场效应管响应于由比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
在一些实施方式中，负载包括图形处理单元，当前实际电压为40伏至54伏，负载因数为1.2。
本发明实施例的第二方面提供了一种过流保护装置，包括：
阈值确定模块，用于周期性地采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
比较模块，用于周期性地采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；
控制模块，用于响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
在一些实施方式中，采集当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压；
根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值包括：
将负载额定功率除以当前输入电压或当前输出电压，再乘以负载因数的值确定为过流保护阈值；
在周期性地确定过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
在一些实施方式中，采集当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集精密电阻两端的电压降，并将电压降除以精密电阻的电阻值确定为当前实际电流；与过流保护阈值比较大小包括：将当前实际电流和过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定比较器的输出端电压高低来比较大小。
在一些实施方式中，功率器件为金属氧化物半导体场效应管，金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到负载，金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到比较器的输出端，金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路包括：金属氧化物半导体场效应管响应于由比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
在一些实施方式中，负载包括图形处理单元，当前实际电压为40伏至54伏，负载因数为1.2。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的过流保护方法与装置，通过采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路的技术方案，能够随电压变化而调整阈值，防止触发误保护。
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为本发明提供的过流保护方法的流程示意图；
图2为本发明提供的过流保护方法的结构示意图。
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，提出了一种能够防止触发误保护的过流保护方法的一个实施例。图1示出的是本发明提供的过流保护方法的流程示意图。
所述过流保护方法，如图1所示，包括执行以下步骤：
步骤S101：采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
步骤S103：采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；
步骤S105：响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
本发明将输入或者输出的电压进行分压之后连接到控制器内部，控制器根据不同的电压值来设置出不同的OCP阈值，控制器通过读取电流检测装置的电流值大小。之后将此电流值与OCP阈值进行对比。当电流值超出OCP阈值时，控制器控制MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)关闭。
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。
在一些实施方式中，采集当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压。根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值包括：将负载额定功率除以当前输入电压或当前输出电压，再乘以负载因数的值确定为过流保护阈值；在周期性地确定过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
在一些实施方式中，采集当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集精密电阻两端的电压降，并将电压降除以精密电阻的电阻值确定为当前实际电流。与过流保护阈值比较大小包括：将当前实际电流和过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定比较器的输出端电压高低来比较大小。
在一些实施方式中，功率器件为金属氧化物半导体场效应管，金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到负载，金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到比较器的输出端，金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端。响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路包括：金属氧化物半导体场效应管响应于由比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
在一些实施方式中，负载包括图形处理单元，当前实际电压为40伏至54伏，负载因数为1.2。
根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由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。上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
下面根据如图2所示的具体实施例来进一步阐述本发明的具体实施方式。首先，输入电压经过外部分压电阻分压后连接到控制器，控制器根据接收到的电压值转换成对应的OCP阈值，这样就可以做到当电压变化时，OCP阈值也随之变化。控制器通过电流检测装置监测电流的大小，一般通过精密电阻来监测，电流流经精密电阻会有电压降，通过此压差和精密电阻的阻值即可计算出电流的大小(I＝V电压降/R精密电阻)。在MOSFET导通后，流过源极S和漏极D之间电流依据施于栅极G的电压值控制，当GS之间的电压达到一定值时，MOSFET打开。当GS之间的电压低于一定值时，MOSFET会关闭。控制器内部对比实际电流与OCP阈值的大小，当实际电流超出OCP阈值时，控制器会通过GATE端的电压大小进而来MOSFET的开启关闭。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的过流保护方法，通过采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路的技术方案，能够随电压变化而调整阈值，防止触发误保护。
需要特别指出的是，上述过流保护方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于过流保护方法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，提出了一种能够防止触发误保护的过流保护装置的一个实施例。过流保护装置包括：
阈值确定模块，用于周期性地采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
比较模块，用于周期性地采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；
控制模块，用于响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
在一些实施方式中，采集当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压。根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值包括：将负载额定功率除以当前输入电压或当前输出电压，再乘以负载因数的值确定为过流保护阈值；在周期性地确定过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
在一些实施方式中，采集当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集精密电阻两端的电压降，并将电压降除以精密电阻的电阻值确定为当前实际电流。与过流保护阈值比较大小包括：将当前实际电流和过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定比较器的输出端电压高低来比较大小。
在一些实施方式中，功率器件为金属氧化物半导体场效应管，金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到负载，金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到比较器的输出端，金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端。响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路包括：金属氧化物半导体场效应管响应于由比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
在一些实施方式中，负载包括图形处理单元，当前实际电压为40伏至54伏，负载因数为1.2。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的过流保护装置，通过采集当前实际电压，并根据当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；采集当前实际电流并与过流保护阈值比较大小；响应于当前实际电流大于过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路的技术方案，能够随电压变化而调整阈值，防止触发误保护。
需要特别指出的是，上述过流保护装置的实施例采用了所述过流保护方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述过流保护方法的其他实施例中。当然，由于所述过流保护方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述过流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。
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。上述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。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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)
1.一种过流保护方法，其特征在于，包括周期性地执行以下步骤：
采集当前实际电压，并根据所述当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
采集当前实际电流并与所述过流保护阈值比较大小；
响应于所述当前实际电流大于所述过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集所述当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压；
根据所述当前实际电压、所述负载额定功率、和所述负载因数确定所述过流保护阈值包括：
将所述负载额定功率除以所述当前输入电压或所述当前输出电压，再乘以所述负载因数的值确定为所述过流保护阈值；
在周期性地确定所述过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集所述当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集所述精密电阻两端的电压降，并将所述电压降除以所述精密电阻的电阻值确定为所述当前实际电流；
与所述过流保护阈值比较大小包括：将所述当前实际电流和所述过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定所述比较器的输出端电压高低来比较大小。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率器件为金属氧化物半导体场效应管，所述金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到所述负载，所述金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到所述比较器的输出端，所述金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端；
响应于所述当前实际电流大于所述过流保护阈值而控制所述负载的所述功率器件切断回路包括：所述金属氧化物半导体场效应管响应于由所述比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载包括图形处理单元，所述当前实际电压为40伏至54伏，所述负载因数为1.2。
6.一种过流保护装置，其特征在于，包括：
阈值确定模块，用于周期性地采集当前实际电压，并根据所述当前实际电压、负载额定功率、和负载因数确定过流保护阈值；
比较模块，用于周期性地采集当前实际电流并与所述过流保护阈值比较大小；
控制模块，用于响应于所述当前实际电流大于所述过流保护阈值而控制负载的功率器件切断回路。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，采集所述当前实际电压包括采集当前输入电压或当前输出电压；
根据所述当前实际电压、所述负载额定功率、和所述负载因数确定所述过流保护阈值包括：
将所述负载额定功率除以所述当前输入电压或所述当前输出电压，再乘以所述负载因数的值确定为所述过流保护阈值；
在周期性地确定所述过流保护阈值时，使用新的过流保护阈值来覆盖旧的过流保护阈值。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，采集所述当前实际电流包括：在回路中设置精密电阻，采集所述精密电阻两端的电压降，并将所述电压降除以所述精密电阻的电阻值确定为所述当前实际电流；
与所述过流保护阈值比较大小包括：将所述当前实际电流和所述过流保护阈值分别接入比较器的两个输入端，通过确定所述比较器的输出端电压高低来比较大小。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述功率器件为金属氧化物半导体场效应管，所述金属氧化物半导体场效应管的源极和补极并联到所述负载，所述金属氧化物半导体场效应管的栅极连接到所述比较器的输出端，所述金属氧化物半导体场效应管的漏极连接到电压输入端；
响应于所述当前实际电流大于所述过流保护阈值而控制所述负载的所述功率器件切断回路包括：所述金属氧化物半导体场效应管响应于由所述比较器的输出端电压升高导致的栅源电压下降而切断源漏电流以切断回路。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述负载包括图形处理单元，所述当前实际电压为40伏至54伏，所述负载因数为1.2。
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