CN115377955B - 一种具有限流作用的电源热插拔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有限流作用的电源热插拔装置，包括：感应电路、差分电压调整电路、通断控制电路以及热插拔控制器；感应电路的第一端与电源热插拔装置的输入端连接；热插拔控制器通过差分电压调整电路与电阻连接，接收电源热插拔装置输入端接入的电压信息；热插拔控制器的控制端与通断控制电路的控制端连接；感应电路的第二端通过通断控制电路与电源热插拔装置的输出端连接。装置能够实现过流保护数值可调，满足多种范围的过流保护要求，通过热插拔控制器、通断控制电路和差分电压调整电路，提升了电源热插拔装置的可靠性，使热插拔电流保护更可靠，更完善。

Description

一种具有限流作用的电源热插拔装置
技术领域
本发明涉及热插拔控制技术领域，尤其涉及一种具有限流作用的电源热插拔装置。
背景技术
目前常用的热插拔控制器，外接功率级MOS管，进行热插拔线路的搭建，集成度低，但是降低了研发难度，只研究控制器的控制逻辑和驱动部分。
现有的热插拔控制器配备有电阻，一般设置过流保护电流＝53A，当使用两颗并联时，过流保护电流＝106A，这个保护范围是很大的，如果需求过流保护为70A时，而实际保护电流＝106A，这个这么大的范围会有很大风险导致电流过大烧毁后级电路而无法保护，造成热插拔控制器不具备过流保护的作用，热插拔控制器的可靠性也大大降低。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种具有限流作用的电源热插拔装置，装置实现热插拔的过流保护灵活可调功能，避免因过流保护设置范围过大导致的电路不可靠保护的风险。
具有限流作用的电源热插拔装置包括：感应电路、差分电压调整电路、通断控制电路以及热插拔控制器；
感应电路的第一端与电源热插拔装置的输入端连接；热插拔控制器通过差分电压调整电路与电阻连接，接收电源热插拔装置输入端接入的电压信息；
热插拔控制器的控制端与通断控制电路的控制端连接；
感应电路的第二端通过通断控制电路与电源热插拔装置的输出端连接。
进一步需要说明的是，感应电路包括：电阻RSNS1、电阻RSNS2以及电阻RSNS；
电阻RSNS第一端和电阻RSNS2第一端分别与电阻第一端连接；
电阻RSNS第二端与电阻RSNS1第一端分别与电阻第二端连接；
电阻RSNS1第二端和电阻RSNS2第二端分别与热插拔控制器连接。
进一步需要说明的是，过流保护的过流值OCP＝26.5mV*(RSNS1+RSNS2)/RSNS*RSNS2。
进一步需要说明的是，感应电路采用精密电阻或者可调电阻。
进一步需要说明的是，精密电阻为0.5mOHM精密电阻。
进一步需要说明的是，热插拔控制器检测感应电路两端的电压差，当感应电路两端的电压差*KP>内部设置电压时，则启动过流保护；
KP是采样电压转换成电流后需要增加的控制因子。
进一步需要说明的是，通断控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及场效应管Q4；
三极管Q1的基极与通断控制电路的控制端连接；三极管Q1发射极、三极管Q3发射极以及电容C2第二端分别接地；三极管Q1集电极与电阻R2第二端连接；电阻R2第一端分别与电阻R1第二端、电容C1第一端、电容C2、三极管Q2基极和三极管Q3基极连接；电阻R1第一端、电容C1第二端、三极管Q2集电极以及场效应管Q4的S极分别接电源；三极管Q2发射极、三极管Q3发射极分别与电阻R3第二端连接；电阻R3第一端与场效应管Q4的G极连接；场效应管Q4的D极接通断控制电路输出端；电阻R1和电阻R2起到了分压的作用。
进一步需要说明的是，热插拔控制器采用SQ24903芯片及其外围电路。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的具有限流作用的电源热插拔装置能够实现过流保护数值可调，满足多种范围的过流保护要求，通过热插拔控制器、通断控制电路和差分电压调整电路，提升了电源热插拔装置的可靠性，使热插拔电流保护更可靠，更完善。
本发明提供的具有限流作用的电源热插拔装置中，配置了感应电路、差分电压调整电路、通断控制电路以及热插拔控制器，通过电阻进行监测，计算电阻的压降，自动采集数据传到集成的内部控制单元进行计算电流，从而对过电流能力进行限制，保护电路。具备电路保护点可调整、集成度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为具有限流作用的电源热插拔装置示意图；
图2为感应电路实施例电路图；
图3为通断控制电路图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的具有限流作用的电源热插拔装置中，配置了感应电路、差分电压调整电路、通断控制电路以及热插拔控制器，通过电阻进行监测，计算电阻的压降，自动采集数据传到集成的内部控制单元进行计算电流，从而对过电流能力进行限制，保护电路。具备电路保护点可调整、集成度高。
对于本发明提供的电源热插拔装置中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对于本发明提供的电源热插拔装置的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本发明提供的电源热插拔装置中，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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
如图1所示，具体来讲，感应电路的第一端与电源热插拔装置的输入端连接；热插拔控制器通过差分电压调整电路与电阻连接，接收电源热插拔装置输入端接入的电压信息；热插拔控制器的控制端与通断控制电路的控制端连接；感应电路的第二端通过通断控制电路与电源热插拔装置的输出端连接。
如图2所示，感应电路包括：电阻RSNS1、电阻RSNS2以及电阻RSNS；电阻RSNS第一端和电阻RSNS2第一端分别与电阻第一端连接；电阻RSNS第二端与电阻RSNS1第一端分别与电阻第二端连接；电阻RSNS1第二端和电阻RSNS2第二端分别与热插拔控制器连接，达到保护电流可调的目的
感应电路设置了RSNS1和RSNS2。根据感应电路可以得出过流保护电流计算公式：过流保护的过流值OCP＝26.5mV*(RSNS1+RSNS2)/RSNS*RSNS2。
按照如上公式分析，过流保护电流的决定性变量则取决于多个电阻的串并联，最终实现小范围的过流保护限制电流可调、可控，更能满足实际应用需求。
作为本发明的另一种实施例，感应电路还可以采用精密电阻或者可调电阻。
热插拔控制器通过监测精密电阻两端的差压，计算目前的过电流的大小，如果过电流大于预设阈值，则控制通断控制电路动作，切断电路，起到保护的作用。
本实施例可以设定过流保护点的大小，当实际电流大于过流保护电流时，热插拔控制器会主动关断通断控制电路，执行保护动作。精密电阻可以采用0.5mOHM精密电阻。热插拔控制器采用SQ24903芯片及其外围电路。
热插拔控制器还包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路(ASICs)，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
热插拔控制器检测感应电路两端的电压差，当感应电路两端的电压差*KP>内部设置电压时，则启动过流保护；KP是采样电压转换成电流后需要增加的控制因子。
对于本发明的通断控制电路来讲，如图3所示通断控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及场效应管Q4；
三极管Q1的基极与通断控制电路的控制端连接；三极管Q1发射极、三极管Q3发射极以及电容C2第二端分别接地；三极管Q1集电极与电阻R2第二端连接；电阻R2第一端分别与电阻R1第二端、电容C1第一端、电容C2、三极管Q2基极和三极管Q3基极连接；电阻R1第一端、电容C1第二端、三极管Q2集电极以及场效应管Q4的S极分别接电源；三极管Q2发射极、三极管Q3发射极分别与电阻R3第二端连接；电阻R3第一端与场效应管Q4的G极连接；场效应管Q4的D极接通断控制电路输出端；电阻R1和电阻R2起到了分压的作用。三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3可以起到信号放大滤波及控制场效应管Q4通断的作用。保证控制信号能够控制场效应管Q4的通断，进而在出现过流时，控制场效应管Q4断开，起到保护的作用。
本发明提供的具有限流作用的电源热插拔装置能够实现过流保护数值可调，满足多种范围的过流保护要求，通过热插拔控制器、通断控制电路和差分电压调整电路，提升了电源热插拔装置的可靠性，使热插拔电流保护更可靠，更完善。
本发明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，以便这里描述的本发明的实施例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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种具有限流作用的电源热插拔装置，其特征在于，包括：感应电路、差分电压调整电路、通断控制电路以及热插拔控制器；
感应电路的第一端与电源热插拔装置的输入端连接；热插拔控制器通过差分电压调整电路与感应电路连接，接收电源热插拔装置输入端接入的电压信息；
热插拔控制器的控制端与通断控制电路的控制端连接；感应电路的第二端通过通断控制电路与电源热插拔装置的输出端连接；
感应电路包括：电阻、电阻 />以及电阻/>；
电阻第一端和电阻/>第一端分别与电源热插拔装置的输入端连接；
电阻第二端与电阻/>第一端分别与通断控制电路连接；
电阻第二端和电阻/>第二端分别通过差分电压调整电路与热插拔控制器连接；
过流保护的过流值
；
通断控制电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及场效应管Q4；
三极管Q1的基极与通断控制电路的控制端连接；三极管Q1发射极、三极管Q3发射极以及电容C2第二端分别接地；三极管Q1集电极与电阻R2第二端连接；
电阻R2第一端分别与电阻R1第二端、电容C1第一端、电容C2第一端、三极管Q2基极和三极管Q3基极连接；
电阻R1第一端、电容C1第二端、三极管Q2集电极以及场效应管Q4的S极分别接电源；三极管Q2发射极、三极管Q3发射极分别与电阻R3第二端连接；电阻R3第一端与场效应管Q4的G极连接；场效应管Q4的D极接通断控制电路输出端；电阻R1和电阻R2起到了分压的作用。
2.根据权利要求1所述的具有限流作用的电源热插拔装置，其特征在于，
感应电路采用精密电阻或者可调电阻。
3.根据权利要求2所述的具有限流作用的电源热插拔装置，其特征在于，
精密电阻为0.5mOHM精密电阻。
4.根据权利要求2所述的具有限流作用的电源热插拔装置，其特征在于，
热插拔控制器检测感应电路两端的电压差，当感应电路两端的电压差*KP >内部设置电压时，则启动过流保护；
KP是采样电压转换成电流后需要增加的控制因子。
5.根据权利要求1所述的具有限流作用的电源热插拔装置，其特征在于，热插拔控制器采用SQ24903芯片及其外围电路。
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