CN114759520B - 一种电压保护电路和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电压保护电路，包括：光敏电阻，光敏电阻的一端与STBY电连接；第一分压电阻，第一分压电阻的一端与光敏电阻的另一端连接，第一分压电阻的另一端接地；逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与光敏电阻的另一端连接；Vdd芯片；第一发光二极管，第一发光二极管与光敏电阻相邻，且第一发光二极管的阳极与Vdd芯片的输出连接，另一端接地；异或门，异或门的两个输入端分别与监控输出端、控制输出端连接，输出端与Vdd芯片连接；其中，逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，控制输出端向异或门输出高电平，从而控制Vdd芯片输出电压。本发明还提出一种服务器。

Description

一种电压保护电路和服务器

技术领域

本发明涉及服务器领域，具体涉及一种电压保护电路和服务器。

背景技术

当前板卡设计中，经常需要增加电压监控保护相关设计，通过BMC对电压进行实时监控，并按照预设逻辑在检测到异常电压时做出对应保护策略，以达到保护板卡芯片、排查故障等功能。

目前设计中，为实现电压监控保护，往往使用以下2种方案：

(1)设计增加额外的电压监控芯片，通过BMC实时抓取芯片寄存器数值，然后BMC控制做出对应保护操作；

(2)使用支持ADC功能的逻辑芯片(FPGA、CPLD、MCU等)，直接监控电压，通过内部逻辑匹配对应电压值，并在异常电压时做出初步保护反馈操作。

但是，使用方案1时会增加额外的电压监控芯片，一定程度上会增加设计成本，占用更多的布线空间，同时BMC监控抓取信息存在一定延迟，可能无法实时获取异常状态并及时做出保护操作。

使用方案2时，即使用支持ADC功能的逻辑芯片，一定程度上可以实现实时监控保护功能，及时做出反应，但因为存在内部逻辑转换，电压监控精度无法提高。并且容易收到逻辑芯片运行状态的影响，当芯片逻辑宕机时，监控保护功能将失效。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种电压保护电路，包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管，所述第一发光二极管与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

在一些实施例中，其特征在于，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

在一些实施例中，还包括：

第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。

基于同一发明构思，本发明的实施例还提出一种服务器，包括电压保护电路，所述电压保护电路包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管，所述第一发光二极管与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

在一些实施例中，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

在一些实施例中，还包括：

第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。

本发明具有以下有益技术效果之一：本发明提出的方案通过使用成本低的器件，例如光敏电阻、发光二极管等，利用光敏电阻的阻抗随光强变化特性，搭配发光二极管，来实现对不同电压值的不同状态变化反馈。通过此设计来实现电压状态的实时反应，以在电压异常时保护设备端。

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实施例。

图1为本发明实施例提出的电压保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提出的不同情况下的发光二极管的状态图。

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。

光敏电阻：是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。

光电流、亮电阻：光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。

暗电流、暗电阻：光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示(用照度计测量光的强弱，其单位为拉克斯lx)。

异或门：两个输入不同输出1，输入相同输出0。例如，Vdd供电芯片使能端使用异或门。当控制信号高、监控信号低时，使能输出高；当控制信号低、监控信号低时，使能输出低；当控制信号高、监控信号高时，判定为异常状态，光敏电阻可能受其他光源影响或短路异常。

根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种电压保护电路，如图1所示，包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻R1，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻R1的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管LED1，所述第一发光二极管LED1与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管LED1亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管LED1亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

在一些实施例中，如图1所示，被监控电压Vdd连接至发光二极管阳极，阴极连接合适固定电阻R2用于固定二极管电流。

光敏电阻与发光二极管LED1靠近或者用导光柱集中光束至光敏电阻，使用STBY电作为分压电，下拉第一分压电阻R1选择合适千欧级电阻。

将光敏电阻与R1中间分压电作为控制信号，分别连接至逻辑芯片和第二发光二极管LED0。

在一些实施例中，其特征在于，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

在一些实施例中，还包括：

第二发光二极管LED0，所述第二发光二极管LED0的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。

具体的，如图2所示，当服务器处于未开机状态，仅有STBY电在，逻辑芯片给Vdd供电芯片的控制信号关闭为低电平，Vdd无电压，发光二极管LED1不亮，光敏电阻未收到光照，为高阻抗状态(MΩ级别阻抗)。此时光敏电阻与R1之间分压点电平为0，逻辑芯片监控识别为正常，异或门输出低电平，LED0不亮。

当服务器处于开机状态，逻辑芯片给Vdd供电芯片控制信号打开为高电平，Vdd输出正常电压，发光二极管LED1正常亮起，光敏电阻受到光照，阻抗降低，保持略大于KΩ级别。此时分压点电平控制为大于0.7V(LED0导通电压)小于逻辑芯片低电平阈值最大值，逻辑芯片监控识别为正常，异或门输出高电平，LED0亮起。

当服务器处于开机状态，逻辑芯片给Vdd供电芯片控制信号打开为高电平，Vdd输出异常低电压，发光二极管LED1低亮度，光敏电阻受到光照较弱，阻抗降低有限，接近于MΩ级别。此时分压点电平控制接近于0(低于LED0导通电压)，逻辑芯片监控识别为正常，异或门输出高电平，LED0不亮。低电平供电不会损坏设备，可短时间内运行，通过LED0状态判断是否存在低电平异常状态。

当服务器处于开机状态，逻辑芯片给Vdd供电芯片控制信号打开为高电平，Vdd输出异常高电压，发光二极管LED1高亮度，光敏电阻受到强光照，阻抗降低，为低阻抗状态(KΩ级别)。此时分压点电平为高电平，逻辑芯片监控识别为异常，异或门输出低电平，LED0亮起。高电平异常状态直接触发保护机制，关闭Vdd输出，LED0熄灭。

本发明提出的方案通过使用成本低的器件，例如光敏电阻、发光二极管等，利用光敏电阻的阻抗随光强变化特性，搭配发光二极管，来实现对不同电压值的不同状态变化反馈。通过此设计来实现电压状态的实时反应，以在电压异常时保护设备端。

根据同一发明构思，本发明的实施例还提出一种服务器，本发明的实施例还提出一种服务器，一种服务器，包括电压保护电路，所述电压保护电路包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管，所述第一发光二极管与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

在一些实施例中，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

在一些实施例中，还包括：

第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

在一些实施例中，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。

本发明提出的方案通过使用成本低的器件，例如光敏电阻、发光二极管等，利用光敏电阻的阻抗随光强变化特性，搭配发光二极管，来实现对不同电压值的不同状态变化反馈。通过此设计来实现电压状态的实时反应，以在电压异常时保护设备端。

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。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。

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)

1.一种电压保护电路，其特征在于，包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管，所述第一发光二极管与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

2.如权利要求1所述的电压保护电路，其特征在于，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

3.如权利要求1所述的电压保护电路，其特征在于，还包括：

第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

4.如权利要求3所述的电压保护电路，其特征在于，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

5.如权利要求3所述的电压保护电路，其特征在于，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。

6.一种服务器，其特征在于，包括电压保护电路，所述电压保护电路包括：

光敏电阻，所述光敏电阻的一端与STBY电连接；

第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述光敏电阻的另一端连接，所述第一分压电阻的另一端接地；

逻辑芯片，包括监控采集端、监控输出端、控制输出端，其中监控采集端与所述光敏电阻的另一端连接；

Vdd芯片；

第一发光二极管，所述第一发光二极管与所述光敏电阻相邻，且所述第一发光二极管的阳极与所述Vdd芯片的输出连接，另一端接地；

异或门，所述异或门的两个输入端分别与所述监控输出端、控制输出端连接，输出端与所述Vdd芯片连接；

其中，所述逻辑芯片配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；若所述Vdd芯片输出正常电压，所述第一发光二极管亮且为正常亮度；若所述Vdd芯片输出高电压，所述第一发光二极管亮度提高，所述光敏电阻阻值下降，所述逻辑芯片的监控采集端采集到高电平信号，并通过所述监控输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片关闭。

7.如权利要求6所述的服务器，其特征在于，还包括：

导光柱，所述导光柱用于将所述第一发光二极管的光集中至所述光敏电阻。

8.如权利要求6所述的服务器，其特征在于，还包括：

第二发光二极管，所述第二发光二极管的阳极与所述光敏电阻的另一端连接，阴极接地。

9.如权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述逻辑芯片还配置为响应于未接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出低电平，所述Vdd芯片关闭，所述第一发光二极管不亮且第二发光二极管不亮。

10.如权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述逻辑芯片还配置为响应于接收到上电信号，所述控制输出端向所述异或门输出高电平，从而控制所述Vdd芯片输出电压；

若所述Vdd芯片输出低电压，所述第一发光二极管亮度降低，所述光敏电阻阻值升高，所述逻辑芯片的监控采集端采集到低电平信号，所述第二发光二极管不亮。