CN114094689A - 一种供电切换电路及其切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供电切换电路及方法，属于服务器供电技术领域，所述电路包括板卡电压生成模块和供电切换模块；板卡电压生成模块包括电压转换芯片、输入电压、芯片使能、电压自举、软启动控制、电源状态信号驱动、电压输出以及电压反馈单元；供电切换模块第一、第二开关管和双开关管芯片，第一开关管受控端与电源状态信号驱动单元输出端连接，第一开关管与一电阻分压后，向第二开关管受控端提供控制信号；双开关管芯片上下管分别连接一个驱动子单元，上管与下管输出端连接有用电输出端，向后端服务器供电。本发明增加了供电切换电路的应用场景，防止电路切换时，用电输出端电压大幅跌落的问题，避免了双开关管芯片的体二极管易损坏的问题。

Description

一种供电切换电路及其切换方法

技术领域

本发明属于服务器供电技术领域，具体涉及一种供电切换电路及其切换方法。

背景技术

服务器板卡上有很多器件，不同的器件承担着不同的作用。对应不同的板卡上需要有不同的电源来供应其电源需求，同时，整个服务器系统根据需求不同，会有不同的工作状态，且由于需求是变化的，所以板卡上的电源供电也需要根据需求而变化。因此，需要用到切换电路，在系统需求和功能发生变化时，完成供电切换，保证正常系统的正常工作。

在实际的应用中，由于实际应用场景不同，系统对于供电的需求也不一样，此时采用一些常规的线路设计就会出现问题，不能完成正常的电源供电。以3.3V的切换电路为例，存在板卡3.3V和初始3.3V，两个开关管和一个双管的芯片经初始3.3V和板卡3.3V电压状态信号轮流控制两个电压为后端服务器供电，在服务器开机之前，系统上电后，初始3.3V会先有电压，而板卡3.3V则没有电压，此种状态下，初始3.3V驱动的开关管及其连接的芯片的一个管导通，初始3.3V为后端服务器供电，而当系统开机后，板卡3.3V有电压，此种状态下，需要板卡3.3V电源状态信号驱动的开关管及其连接的芯片的另一个管导通，已完成供电切换。但初始3.3V可以来自板卡本身产生的电压，也可以由外部引入，当初始3.3V来自板卡自身时，切换电路可以完成切换供电，但当初始3.3V是外部引入时，在外接线路发生故障或者在系统设计中，外接的初始3.3V缺省的应用场景，开机后，板卡3.3V会无法正常给后端服务器供电，实测后端服务器电压只有2.7V。

另外，在供电线路切换过程中，后端服务器电源会出现大幅度跌落，这种跌落会导致电压超过后端设备的电压许可范围，进而导致设备工作异常。再者，在供电线路切换过程中板卡3.3V选通的双管芯片的对应体二极管，会有漏电流流过，体二极管容易损坏。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种供电切换电路及其切换方法，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述在需要供电线路切换的电路中，在板卡初始电压缺少的应用场景下，会出现板卡电压无法给后端服务器供电情形的缺陷，本发明提供一种供电切换电路及其切换方法，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种供电切换电路，包括板卡电压生成模块和供电切换模块；

板卡电压生成模块包括电压转换芯片，电压转换芯片连接有输入电压单元、芯片使能单元、电压自举单元、软启动控制单元和电源状态信号驱动单元；

电压自举单元连接有电压输出单元，电压输出单元连接有电压反馈单元，电压反馈单元还与电压转换芯片连接；电压输出单元包括若干滤波电容，至少一个滤波电容的电容值大于设定阈值；

供电切换模块包括开关控制单元和开关管芯片驱动单元；

开关控制单元包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的受控端与电源状态信号驱动单元的输出端连接，第一开关管与一电阻分压后，向第二开关管受控端提供控制信号；

开关管芯片驱动单元包括双开关管芯片，双开关管芯片包括上管和下管，上管连接有上管驱动子单元，下管连接有下管驱动子单元，上管输出端与下管输出端连接有用电输出端，向后端服务器供电。

进一步地，输入电压单元包括外部输入电压端、第一电阻、第一电容、第二电容以及第三电容；

电压转换芯片设有第一功率输入管脚、第二功率输入管脚以及输入管脚；

第一功率输入管脚、第二输入功率管脚与外部输入电压端连接；

外部输入电压端与第一电阻、第一电容以及第三电容均连接，第一电阻第二端与输入管脚及第二电容第一端均连接；

第一电容第二端与第三电容第二端以及第二电容第二端均接地。第一电容及第三电容共同为外部输入电压端电压进行滤波，第二电容为输入管脚电压进行滤波，保证外部输入电压质量。

进一步地，芯片使能单元包括第第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第二十电容；

电压转换芯片设有使能管脚；

外部输入电压端与第二电阻第一端连接，第二电阻第二端与第三电阻第一端连接，第三电阻第二端与使能管脚和第四电阻第一端以及第二十电容第一端连接，第四电阻第二端与第五电阻第一端连接，第五电阻第二端与第二十电容第二端连接，并接地。改变原有电压转换芯片的使能方式，将使能分压上阻设置为第三电阻和第二电阻，下阻设置为第五电阻和第四电阻，同时在下阻处并联第二十电容作为滤波电容，此种设计可以在服务器系统关机后，外部输入电压端电压下降到设定阈值时，电压转换芯片就将电源状态信号电压拉低，使后端的供电切换模块完成供电切换，避免用电输出端出现大的电压跌落。

进一步地，电压自举单元包括第四电容和电感；

电压转换芯片设有自举管脚、第一相电压管脚以及第二相电压管脚；

自举管脚与第四电容第一端连接，第四电容第二端与第一相电压管脚、第二相电压管脚以及电感第一端连接，电感第二端与电压输出单元连接。自举管脚为芯片的转换电压输出，同时为过流保护输入，第一相电压管脚以及第二相电压管脚为过压保护输入。

进一步地，电压输出单元包括板卡电压输出端；

板卡电压输出端与电感第二端连接，板卡电压输出端连接有第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容以及第六电阻；

第五电容第二端、第六电容第二端、第七电容第二端、第八电容第二端、第九电容第二端、第十电容第二端以及第六电阻第二端连接，并接地。电感第二端还连接有共阴极二极管，电压转换芯片设有电压反馈管脚；共阴极二极管包括第一阳极端和第二阳极端，第一阳极端与电感第二端及板卡电压输出端连接；电压反馈管脚连接有第十电阻和第十一电阻，第十电阻第二端接地，第十一电阻与共阴极二极管的第二阳极端连接。第八电容的电容值大于设定阈值，减小后端供电切换模块切换后，板卡电压输出端电压的波动，避免电源状态信号电源被拉低，保证板卡电压输出端正常给后端用电输出端供电，第九电容为预留电容，用于增加设计裕量；电压反馈管脚将板卡电压输出端电压反馈回电压转换芯片。

进一步地，电源状态信号驱动单元包括第七电阻、第八电阻以及电源状态信号输出端；

电压转换芯片设有电源状态输出管脚，电源状态输出管脚与第七电阻第一端、第八电阻第一端以及电源状态信号输出端连接；

第七电阻第二端连接有板卡旁路电压端，第八电阻第二端与板卡电压输出端连接。电源状态输出管脚原有通过电源状态输出信号上拉改为采用板卡电压输出端电压，本身输出上拉，这样优化可以使电源状态信号输出端更快的根据板卡电压输出端电压的状态变化而动作。

进一步地，软启动控制单元包括第九电阻、第十一电容、第十二电容以及第十三电容；

电压转换芯片设有延时控制管脚和电流补偿控制管脚；

延时控制管脚连接第十三电容第一端，电流补偿控制管脚连接第十一电容第一端和第九电阻第一端，第九电阻第二端连接第十二电容第一端，第十三电容第二端与第十一电容第二端以及第十二电容第二端连接，并接地。电压转换芯片还设有第一接地管脚、第二接地管脚、第三接地管脚以及时钟管脚；第一接地管脚与第二接地管脚及第三接地管脚连接均接地；时钟管脚连接有第十八电阻，第十八电阻第二端接地。

进一步地，第一开关管的栅极连接有第十二电阻，第十二电阻第二端与电源状态信号输出端连接，第一开关管的源极接地，第一开关管的漏极连接有第十三电阻，并与第二开关管的栅极连接，第十三电阻第二端与板卡旁路电压端连接；

第二开关管的源极接地，第二开关管的漏极连接有第十四电阻、第十六电阻以及第十四电容；

第十六电阻第二端以及第十四电容第二端接地，第十四电阻第二端连接有第十五电容，并与外部输入电压端连接；

双开关管芯片的上管的栅极与下管的栅极连接，并与第二开关管的漏极连接；

双开关管芯片的上管的源极连接有第十六电容和二极管，还与板卡电压输出端连接，第十六电容接地；

双开关管芯片的下管的源极连接有第十七电容、第十七电阻以及板卡初始电压端，第十七电容第二端以及第十七电阻第二端均接地；

双开关管芯片的上管的漏极与下管的漏极连接，并连接有第十八电容以及第十九电容，第十八电容第二端与第十九电容均接地；

双开关管芯片的上管及下管的漏极还与二极管的负极及用电输出端连接，二极管的正极与双开关管芯片的上管的源极连接。在双开关管芯片的上管的源极和用电输出端之间加入肖特基二极管的优化后，大部分的漏电流都会经该二极管通过，避免双开关管芯片的上管的体二极管容易损坏的问题；将第十三电阻的上拉电压，由原来的板卡初始电压端电压优化为板卡旁路电压端电压，是由于板卡初始电压端电压会有不在位的情况，而板卡旁路电压端电压相对会更稳定的存在，为双开关管芯片上管和下管的切换提供一个清晰的电压状态；在板卡初始电压端处增加第十七电阻作为放电电阻，用于在所有电都下电后，加速板卡电压输出端电压下降，避免出现板卡电压输出端因放电速度较慢长时间处于较高电位；在第十六电阻处预留一颗并联的第十四电容，可通过此第十四电容调节供电切换模块中双开关管芯片的开关速度，为本发明应用于更多的场景预留解决方案。

第二方面，本发明提供一种供电切换电路切换方法，包括如下步骤：

S1.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并提供电源状态信号电压；

S2.外部输入端电压、电源状态信号电压以及板卡旁路电压端电压驱动第一开关管和第二开关管轮流导通，板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压驱动双开关芯片的上管和下管轮流导通，实现板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压轮流通过用电输出端为后端服务器供电。

进一步地，步骤S1具体步骤如下：

S11.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并将板卡电压输出端电压提供给供电切换模块；

S12.板卡电压生成模块上还设有板卡旁路电压端和板卡初始电压端；

S13.电压转换芯片提供电源状态信号电压，并经板卡电压输出端电压和板卡旁路电压端驱动后，提供给供电切换模块；

步骤S2具体步骤如下：

S21.服务器系统上电，但未开机时，电压转换芯片未启动电压转换，板卡电压生成模块只提供板卡旁路电压端电压和板卡初始电压端电压；

S22.电源状态信号输出端没有驱动电压，第一开关管关闭，板卡旁路电压端电压驱动第二开关管导通，板卡电压输出端没有驱动电压，双开关管芯片上管关闭，板卡初始电压端电压驱动双开关管芯片下管导通，板卡初始电压端经用电输出端向后端服务器供电；

S23.服务器系统开机后，电压转换芯片启动电压转换，板卡电压生成模块提供板卡电压输出端电压、电源状态信号电压和板卡旁路电压端电压；

S24.电源状态信号输出端电压驱动第一开关管导通，拉低第二开关管漏极电压，第二开关管关闭，板卡电压输出端电压与板卡初始电压端电压切换，双开关管芯片上管导通，双开关管芯片下管关闭，板卡电压输出端经用电输出端向后端服务器供电。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的供电切换电路及其切换方法，实现板卡初始电压端没电情形下，供电切换电路会出现不能切换至板卡输出端电压的情形，从而无法给后端服务器供电的问题，增加了供电切换电路的应用场景，提高了供电切换线路可用性；并能有效防止电路切换时，用电输出端电压大幅跌落的问题，保证供电的稳定性；同时通过二极管避免了双开关管芯片的体二极管易损坏的问题，增加供电切换线路的使用寿命，减小出现问题的风险，提高供电线路的可靠性。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明的供电切换电路的板卡电压生成模块电路结构示意图。

图2是本发明的供电切换电路的供电切换模块电路结构示意图。

图3是本发明的供电切换电路切换方法实施例3流程示意图。

图4是本发明的供电切换电路切换方法实施例4流程示意图。

图中，U1-电压转换芯片；U2-双开关管芯片；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；R82-第一电阻；R99-第二电阻；R91-第三电阻；R92-第四电阻；R83-第五电阻；R113-第六电阻；R84-第七电阻；R89-第八电阻；R88-第九电阻；R87-第十电阻；R90-第十一电阻；R160-第十二电阻；R165-第十三电阻；R161-第十四电阻；R162-第十六电阻；R114-第十七电阻；R85-第十八电阻；C102-第一电容；C103-第二电容；C163-第三电容；C109-第四电容；C112-第五电容；C114-第六电容；C116-第七电容；C161-第八电容；C162-第九电容；C164-第十电容；C106-第十一电容；C107-第十二电容；C108-第十三电容；C165-第十四电容；C122-第十五电容；C124-第十六电容；C123-第十七电容；C125-第十八电容；C126-第十九电容；C111-第二十电容；L1-电感；D1-二极管；CN-共阴极二极管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1及图2所示，本发明提供一种供电切换电路，包括板卡电压生成模块和供电切换模块；

板卡电压生成模块包括电压转换芯片U1，电压转换芯片U1连接有输入电压单元、芯片使能单元、电压自举单元、软启动控制单元和电源状态信号驱动单元；

电压自举单元连接有电压输出单元，电压输出单元连接有电压反馈单元，电压反馈单元还与电压转换芯片U1连接；电压输出单元包括若干滤波电容，至少一个滤波电容的电容值大于设定阈值；

供电切换模块包括开关控制单元和开关管芯片驱动单元；

开关控制单元包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1的受控端与电源状态信号驱动单元的输出端连接，第一开关管Q1与一电阻分压后，向第二开关管Q2受控端提供控制信号；

开关管芯片驱动单元包括双开关管芯片U2，双开关管芯片U2包括上管和下管，上管连接有上管驱动子单元，下管连接有下管驱动子单元，上管输出端与下管输出端连接有用电输出端，向后端服务器供电。

实施例2：

如图2所示，本发明提供如图1及图2所示，本发明提供一种供电切换电路，包括板卡电压生成模块和供电切换模块；

板卡电压生成模块包括电压转换芯片U1，电压转换芯片U1连接有输入电压单元、芯片使能单元、电压自举单元、软启动控制单元和电源状态信号驱动单元；

电压自举单元连接有电压输出单元，电压输出单元连接有电压反馈单元，电压反馈单元还与电压转换芯片U1连接；电压输出单元包括若干滤波电容，至少一个滤波电容的电容值大于设定阈值；

供电切换模块包括开关控制单元和开关管芯片驱动单元；

开关控制单元包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1的受控端与电源状态信号驱动单元的输出端连接，第一开关管Q1与一电阻分压后，向第二开关管Q2受控端提供控制信号；

开关管芯片驱动单元包括双开关管芯片U2，双开关管芯片U2包括上管和下管，上管连接有上管驱动子单元，下管连接有下管驱动子单元，上管输出端与下管输出端连接有用电输出端，向后端服务器供电；

输入电压单元包括外部输入电压端、第一电阻R82、第一电容C102、第二电容C103以及第三电容C163；

电压转换芯片U1设有第一功率输入管脚、第二功率输入管脚以及输入管脚；

第一功率输入管脚、第二输入功率管脚与外部输入电压端连接；

外部输入电压端与第一电阻R82、第一电容C102以及第三电容C163均连接，第一电阻R82第二端与输入管脚及第二电容C103第一端均连接；

第一电容C102第二端与第三电容C163第二端以及第二电容C103第二端均接地；

芯片使能单元包括第二电阻R99、第三电阻R91、第四电阻R92、第五电阻R83以及第二十电容C111；

电压转换芯片U1设有使能管脚；

外部输入电压端与第二电阻R99第一端连接，第二电阻R99第二端与第三电阻R91第一端连接，第三电阻R91第二端与使能管脚和第四电阻R92第一端以及第二十电容C111第一端连接，第四电阻R92第二端与第五电阻R83第一端连接，第五电阻R83第二端与第二十电容C111第二端连接，并接地；

电压自举单元包括第四电容C109和电感L1；

电压转换芯片U1设有自举管脚、第一相电压管脚以及第二相电压管脚；

自举管脚与第四电容C109第一端连接，第四电容C109第二端与第一相电压管脚、第二相电压管脚以及电感L1第一端连接，电感L1第二端与电压输出单元连接；

电压输出单元包括板卡电压输出端；

板卡电压输出端与电感L1第二端连接，板卡电压输出端连接有第五电容C112、第六电容C114、第七电容C116、第八电容C161、第九电容C162、第十电容C164以及第六电阻R113；

第五电容C112第二端、第六电容C114第二端、第七电容C116第二端、第八电容C161第二端、第九电容C162第二端、第十电容C164第二端以及第六电阻R113第二端连接，并接地；

电感L1第二端还连接有共阴极二极管CN，电压转换芯片U1设有电压反馈管脚；共阴极二极管CN包括第一阳极端和第二阳极端，第一阳极端与电感L1第二端及板卡电压输出端连接；电压反馈管脚连接有第十电阻R87和第十一电阻R90，第十电阻R87第二端接地，第十一电阻R90与共阴极二极管CN的第二阳极端连接；

电源状态信号驱动单元包括第七电阻R84、第八电阻R89以及电源状态信号输出端OUT；

电压转换芯片U1设有电源状态输出管脚，电源状态输出管脚与第七电阻R84第一端、第八电阻R89第一端以及电源状态信号输出端OUT连接；

第七电阻R84第二端连接有板卡旁路电压端，第八电阻R89第二端与板卡电压输出端连接；

软启动控制单元包括第九电阻R88、第十一电容C106、第十二电容C107以及第十三电容C108；

电压转换芯片U1设有延时控制管脚和电流补偿控制管脚；

延时控制管脚连接第十三电容C108第一端，电流补偿控制管脚连接第十一电容C106第一端和第九电阻R88第一端，第九电阻R99第二端连接第十二电容C107第一端，第十三电容C108第二端与第十一电容C106第二端以及第十二电容C107第二端连接，并接地；

电压转换芯片U1还设有第一接地管脚、第二接地管脚、第三接地管脚以及时钟管脚；

第一接地管脚与第二接地管脚及第三接地管脚均接地；

时钟管脚连接有第十八电阻R85，第十八电阻R85第二端接地；

第一开关管Q1的栅极连接有第十二电阻R160，第十二电阻R160第二端与电源状态信号输出端OUT连接，第一开关管Q1的源极接地，第一开关管Q1的漏极连接有第十三电阻R165，并与第二开关管Q2的栅极连接，第十三电阻R165第二端与板卡旁路电压端连接；

第二开关管Q2的源极接地，第二开关管Q2的漏极连接有第十四电阻R161、第十六电阻R162以及第十四电容C165；

第十六电阻R162第二端以及第十四电容C165第二端接地，第十四电阻R161第二端连接有第十五电容C122，并与外部输入电压端连接；

双开关管芯片U2的上管的栅极与下管的栅极连接，并与第二开关管Q2的漏极连接；

双开关管芯片U2的上管的源极连接有第十六电容C124和二极管D1，还与板卡电压输出端连接，第十六电容C124接地；

双开关管芯片U2的下管的源极连接有第十七电容C123、第十七电阻R114以及板卡初始电压端，第十七电容C123第二端以及第十七电阻R114第二端均接地；

双开关管芯片U2的上管的漏极与下管的漏极连接，并连接有第十八电容C125以及第十九电容C126，第十八电容C125第二端与第十九电容C126均接地；

双开关管芯片U2的上管及下管的漏极还与二极管D1的负极及用电输出端连接，二极管D1的正极与双开关管芯片U2的上管的源极连接。

在上述实施例2中，外部输入电压端提供12V的外部输入电压，经过电压转换芯片U1转换为3.3V的板卡电压输出端电压，板卡旁路电压端电压与板卡初始电压端电压为预先存在的3.3V电压；

第一电容C102及第三电容C163共同为外部输入电压端12V电压进行滤波，第二电容C103为输入管脚电压进行滤波，保证外部输入电压质量；

改变原有电压转换芯片的使能方式，将原有悬空使能更改分压使能，将使能分压上阻设置为第三电阻R91和第二电阻R99，下阻设置为第五电阻R83和第四电阻R92，同时在下阻处并联100pF的第二十电容C111作为滤波电容，此种设计可以在服务器系统关机后，外部输入电压端12V电压下降到10.3V时，电压转换芯片U1就将电源状态信号电压拉低，使后端的供电切换模块完成供电切换，避免用电输出端出现大的电压跌落；

自举管脚为芯片的转换电压输出，同时为过流保护输入，第一相电压管脚以及第二相电压管脚为过压保护输入；

第八电容C161的电容值大于560uF，减小后端供电切换模块切换后，板卡电压输出端3.3V电压的波动，避免电源状态信号电源被拉低，保证板卡电压输出端3.3V电压正常给后端用电输出端供电，第九电容C162为预留电容，用于增加设计裕量；电压反馈管脚将板卡电压输出端电压反馈回电压转换芯片U1；

电源状态输出管脚原有通过电源状态输出信号上拉改为采用板卡电压输出端电压，本身输出上拉，这样优化可以使电源状态信号输出端更快的根据板卡电压输出端电压的状态变化而动作；

在双开关管芯片U2的上管的源极和用电输出端之间加入肖特基二极管D1的优化后，大部分的漏电流都会经该二极管D1通过，避免双开关管芯片的上管的体二极管容易损坏的问题；将第十三电阻R165的上拉电压，由原来的板卡初始电压端电压优化为板卡旁路电压端电压，是由于板卡初始电压端电压会有不在位的情况，而板卡旁路电压端电压相对会更稳定的存在，为双开关管芯片上管和下管的切换提供一个清晰的电压状态；在板卡初始电压端处增加10K的第十七电阻R114作为放电电阻，用于在所有电都下电后，加速板卡电压输出端电压下降，避免出现板卡电压输出端因放电速度较慢长时间处于较高电位；在第十六电阻R162处预留一颗并联的第十四电容C165，可通过此第十四电容C165调节供电切换模块中双开关管芯片U2的开关速度，为本发明应用于更多的场景预留解决方案。

实施例3：

如图3所示，本发明提供一种供电切换电路切换方法，包括如下步骤：

S1.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并提供电源状态信号电压；

S2.外部输入端电压、电源状态信号电压以及板卡旁路电压端电压驱动第一开关管和第二开关管轮流导通，板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压驱动双开关芯片的上管和下管轮流导通，实现板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压轮流通过用电输出端为后端服务器供电。

实施例4：

如图4所示，本发明提供一种供电切换电路切换方法，包括如下步骤：

S1.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并提供电源状态信号电压；具体步骤如下：

S11.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并将板卡电压输出端电压提供给供电切换模块；

S12.板卡电压生成模块上还设有板卡旁路电压端和板卡初始电压端；

S13.电压转换芯片提供电源状态信号电压，并经板卡电压输出端电压和板卡旁路电压端驱动后，提供给供电切换模块；

S2.外部输入端电压、电源状态信号电压以及板卡旁路电压端电压驱动第一开关管和第二开关管轮流导通，板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压驱动双开关芯片的上管和下管轮流导通，实现板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压轮流通过用电输出端为后端服务器供电；具体步骤如下：

S21.服务器系统上电，但未开机时，电压转换芯片未启动电压转换，板卡电压生成模块只提供板卡旁路电压端电压和板卡初始电压端电压；

S22.电源状态信号输出端没有驱动电压，第一开关管关闭，板卡旁路电压端电压驱动第二开关管导通，板卡电压输出端没有驱动电压，双开关管芯片上管关闭，板卡初始电压端电压驱动双开关管芯片下管导通，板卡初始电压端经用电输出端向后端服务器供电；

S23.服务器系统开机后，电压转换芯片启动电压转换，板卡电压生成模块提供板卡电压输出端电压、电源状态信号电压和板卡旁路电压端电压；

S24.电源状态信号输出端电压驱动第一开关管导通，拉低第二开关管漏极电压，第二开关管关闭，板卡电压输出端电压与板卡初始电压端电压切换，双开关管芯片上管导通，双开关管芯片下管关闭，板卡电压输出端经用电输出端向后端服务器供电。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电切换电路，其特征在于，包括板卡电压生成模块和供电切换模块；

板卡电压生成模块包括电压转换芯片(U1)，电压转换芯片(U1)连接有输入电压单元、芯片使能单元、电压自举单元、软启动控制单元和电源状态信号驱动单元；

电压自举单元连接有电压输出单元，电压输出单元连接有电压反馈单元，电压反馈单元还与电压转换芯片(U1)连接；电压输出单元包括若干滤波电容，至少一个滤波电容的电容值大于设定阈值；

供电切换模块包括开关控制单元和开关管芯片驱动单元；

开关控制单元包括第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)，第一开关管(Q1)的受控端与电源状态信号驱动单元的输出端连接，第一开关管(Q1)与一电阻分压后，向第二开关管(Q2)受控端提供控制信号；

开关管芯片驱动单元包括双开关管芯片(U2)，双开关管芯片(U2)包括上管和下管，上管连接有上管驱动子单元，下管连接有下管驱动子单元，上管输出端与下管输出端连接有用电输出端，向后端服务器供电。

2.如权利要求1所述的供电切换电路，其特征在于，输入电压单元包括外部输入电压端、第一电阻(R82)、第一电容(C102)、第二电容(C103)以及第三电容(C163)；

电压转换芯片(U1)设有第一功率输入管脚、第二功率输入管脚以及输入管脚；

第一功率输入管脚、第二输入功率管脚与外部输入电压端连接；

外部输入电压端与第一电阻(R82)、第一电容(C102)以及第三电容(C163)均连接，第一电阻(R82)第二端与输入管脚及第二电容(C103)第一端均连接；

第一电容(C102)第二端与第三电容(C163)第二端以及第二电容(C103)第二端均接地。

3.如权利要求2所述的供电切换电路，其特征在于，芯片使能单元包括第第二电阻(R99)、第三电阻(R91)、第四电阻(R92)、第五电阻(R83)以及第二十电容(C111)；

电压转换芯片(U1)设有使能管脚；

外部输入电压端与第二电阻(R99)第一端连接，第二电阻(R99)第二端与第三电阻(R91)第一端连接，第三电阻(R91)第二端与使能管脚和第四电阻(R92)第一端以及第二十电容(C111)第一端连接，第四电阻(R92)第二端与第五电阻(R83)第一端连接，第五电阻(R83)第二端与第二十电容(C111)第二端连接，并接地。

4.如权利要求1所述的供电切换电路，其特征在于，电压自举单元包括第四电容(C109)和电感(L1)；

电压转换芯片(U1)设有自举管脚、第一相电压管脚以及第二相电压管脚；

自举管脚与第四电容(C109)第一端连接，第四电容(C109)第二端与第一相电压管脚、第二相电压管脚以及电感(L1)第一端连接，电感(L1)第二端与电压输出单元连接。

5.如权利要求4所述的供电切换电路，其特征在于，电压输出单元包括板卡电压输出端；

板卡电压输出端与电感(L1)第二端连接，板卡电压输出端连接有第五电容(C112)、第六电容(C114)、第七电容(C116)、第八电容(C161)、第九电容(C162)、第十电容(C164)以及第六电阻(R113)；

第五电容(C112)第二端、第六电容(C114)第二端、第七电容(C116)第二端、第八电容(C161)第二端、第九电容(C162)第二端、第十电容(C164)第二端以及第六电阻(R113)第二端连接，并接地。

6.如权利要求5所述的供电切换电路，其特征在于，电源状态信号驱动单元包括第七电阻(R84)、第八电阻(R89)以及电源状态信号输出端(OUT)；

电压转换芯片(U1)设有电源状态输出管脚，电源状态输出管脚与第七电阻(R84)第一端、第八电阻(R89)第一端以及电源状态信号输出端(OUT)连接；

第七电阻(R84)第二端连接有板卡旁路电压端，第八电阻(R89)第二端与板卡电压输出端连接。

7.如权利要求1所述的供电切换电路，其特征在于，软启动控制单元包括第九电阻(R88)、第十一电容(C106)、第十二电容(C107)以及第十三电容(C108)；

电压转换芯片(U1)设有延时控制管脚和电流补偿控制管脚；

延时控制管脚连接第十三电容(C108)第一端，电流补偿控制管脚连接第十一电容(C106)第一端和第九电阻(R88)第一端，第九电阻(R99)第二端连接第十二电容(C107)第一端，第十三电容(C108)第二端与第十一电容(C106)第二端以及第十二电容(C107)第二端连接，并接地。

8.如权利要求6所述的供电切换电路，其特征在于，第一开关管(Q1)的栅极连接有第十二电阻(R160)，第十二电阻(R160)第二端与电源状态信号输出端(OUT)连接，第一开关管(Q1)的源极接地，第一开关管(Q1)的漏极连接有第十三电阻(R165)，并与第二开关管(Q2)的栅极连接，第十三电阻(R165)第二端与板卡旁路电压端连接；

第二开关管(Q2)的源极接地，第二开关管(Q2)的漏极连接有第十四电阻(R161)、第十六电阻(R162)以及第十四电容(C165)；

第十六电阻(R162)第二端以及第十四电容(C165)第二端接地，第十四电阻(R161)第二端连接有第十五电容(C122)，并与外部输入电压端连接；

双开关管芯片(U2)的上管的栅极与下管的栅极连接，并与第二开关管(Q2)的漏极连接；

双开关管芯片(U2)的上管的源极连接有第十六电容(C124)和二极管(D1)，还与板卡电压输出端连接，第十六电容(C124)接地；

双开关管芯片(U2)的下管的源极连接有第十七电容(C123)、第十七电阻(R114)以及板卡初始电压端，第十七电容(C123)第二端以及第十七电阻(R114)第二端均接地；

双开关管芯片(U2)的上管的漏极与下管的漏极连接，并连接有第十八电容(C125)以及第十九电容(C126)，第十八电容(C125)第二端与第十九电容(C126)均接地；

双开关管芯片(U2)的上管及下管的漏极还与二极管(D1)的负极及用电输出端连接，二极管(D1)的正极与双开关管芯片(U2)的上管的源极连接。

9.一种供电切换电路切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并提供电源状态信号电压；

S2.外部输入端电压、电源状态信号电压以及板卡旁路电压端电压驱动第一开关管和第二开关管轮流导通，板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压驱动双开关芯片的上管和下管轮流导通，实现板卡初始电压端电压以及板卡电压输出端电压轮流通过用电输出端为后端服务器供电。

10.如权利要求9所述的供电切换电路切换方法，其特征在于，步骤S1具体步骤如下：

S11.电压转换芯片将外部输入电压端的电压转换为板卡电压输出端电压，并将板卡电压输出端电压提供给供电切换模块；

S12.板卡电压生成模块上还设有板卡旁路电压端和板卡初始电压端；

S13.电压转换芯片提供电源状态信号电压，并经板卡电压输出端电压和板卡旁路电压端驱动后，提供给供电切换模块；

步骤S2具体步骤如下：

S21.服务器系统上电，但未开机时，电压转换芯片未启动电压转换，板卡电压生成模块只提供板卡旁路电压端电压和板卡初始电压端电压；

S22.电源状态信号输出端没有驱动电压，第一开关管关闭，板卡旁路电压端电压驱动第二开关管导通，板卡电压输出端没有驱动电压，双开关管芯片上管关闭，板卡初始电压端电压驱动双开关管芯片下管导通，板卡初始电压端经用电输出端向后端服务器供电；

S23.服务器系统开机后，电压转换芯片启动电压转换，板卡电压生成模块提供板卡电压输出端电压、电源状态信号电压和板卡旁路电压端电压；

S24.电源状态信号输出端电压驱动第一开关管导通，拉低第二开关管漏极电压，第二开关管关闭，板卡电压输出端电压与板卡初始电压端电压切换，双开关管芯片上管导通，双开关管芯片下管关闭，板卡电压输出端经用电输出端向后端服务器供电。

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