CN116643637A - 功率电路及其控制方法、电路板、计算设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种功率电路及其控制方法、电路板、计算设备，涉及集成电路领域，能够提升对电路板上的功率器件故障检测的准确性，提高电路板的安全性。其中，该功率电路包括：驱动子电路和检测子电路。驱动子电路包括控制芯片和功率器件。功率器件包括输入端、输出端和控制端，控制芯片与功率器件的控制端耦接，功率器件的输入端用于与电源耦接，功率器件的输出端用于与受电器件耦接。检测子电路至少与功率器件的输出端及控制芯片耦接，用于至少获取功率器件的输出电压，并向控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。控制芯片用于基于第一控制信号开启功率器件，或者，控制芯片被配置基于第二控制信号关闭功率器件。

Description

功率电路及其控制方法、电路板、计算设备

技术领域

本申请涉及集成电路领域，尤其涉及一种功率电路及其控制方法、电路板、计算设备。

背景技术

服务器内部为了实现电源缓启动、过流保护等功能保护中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、硬盘等功能器件，服务器内部会设置具有保护作用的功率电路，该功率电路常常会采用控制芯片与功率晶体管配套的方案实现。然而，在集电路板上功率晶体管存在故障(例如功率晶体管处于导通状态下，功率晶体管漏极D和源极S之间的电阻Rdson异常增大)的情况下，容易造成功率晶体管温度升高而引发烧毁电路板的现象，导致电路板安全性低的问题。

因此，亟需一种能够对功率晶体管进行故障检测的技术方案。

发明内容

本申请实施例提供一种功率电路及其控制方法、电路板、计算设备，能够提升对电路板上的功率器件故障检测的准确性，避免功率器件因故障温度升高而烧毁电路板，提高电路板的安全性。

第一方面，本申请实施例提供一种功率电路。该功率电路包括：驱动子电路和检测子电路。驱动子电路包括控制芯片和功率器件。功率器件包括输入端、输出端和控制端，控制芯片与功率器件的控制端耦接，功率器件的输入端用于与电源耦接，功率器件的输出端用于与受电器件耦接。检测子电路至少与功率器件的输出端及控制芯片耦接，用于至少获取功率器件的输出电压，并向控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。控制芯片用于基于第一控制信号开启功率器件，或者，控制芯片被配置基于第二控制信号关闭功率器件。

控制芯片的检测接口与功率器件的输入端耦接，因此控制芯片可以检测功率器件的输入电压。在输入电压异常的情况下，控制芯片可以关闭功率器件以保护功率器件。可以理解地，在控制芯片未关闭功率器件的情况下，功率器件的输入电压会处于安全的电压区间内。

本申请实施例通过检测子电路至少与功率器件的输出端耦接，从而能够至少获得功率器件的输出电压。

需要说明的是，在功率器件发生故障的情况下，功率器件的输出电压会急剧增加。因此，检测子电路通过获取功率器件的输出电压可以判断功率器件是否发生故障信息。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件是否发生故障而言，能够提升对功率器件检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

在一些可能的实现方式中，检测子电路用于获取功率器件的输入电压和功率器件的输出电压，并向控制芯片输出与输入电压和输出电压对应的第一控制信号或第二控制信号。

可以理解地，检测子电路通过功率器件的输入端获取到功率器件的输入电压，检测子电路还通过功率器件的输出端获取到功率器件的输出电压，检测子电路基于功率器件的输入电压和功率器件的输出电压，来判断功率器件是否存在故障。

在功率器件发生故障的情况下，功率器件内部的压降会急剧增加，即导致功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差急剧增加。

因此，检测子电路可以通过计算功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差，与功率器件正常工作下功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差之间的关系，来检测功率器件是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件是否发生故障而言，能够提升对功率器件检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

在一些可能的实现方式中，检测子电路包括：比较单元和控制单元。比较单元包括比较器。比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端。比较器的第一输入端与功率器件的输入端耦接，比较器的第二输入端与功率器件的输出端耦接，比较器的输出端与控制单元耦接。比较器用于获取功率器件的输入电压和功率器件的输出电压，并由其输出端输出输入电压与输出电压的比较结果。控制单元分别与比较器的输出端和控制芯片耦接。控制单元用于获取比较结果，并向控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。

示例性地，本申请的实施例中提供的比较器，可以是集成为一体的电子器件，也可以是通过运放实现比较功能的电路，此处不作限定。

比较单元通过比较功率器件的输入电压和功率器件的输出电压的方式，来确定功率器件的压降(即功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差)是否大于或等于安全压差门限值。在功率器件的压降小于安全压差门限值时认为功率器件正常工作；在功率器件32的压降大于或等于安全压差门限值时认为功率器件发生故障。其中，安全压差门限值可以为功率器件正常工作情况下最大压降的N倍。N可以根据实际场景进行设置。示例性地，3≤N≤5。

当功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差小于安全压差门限值的情况下，比较单元输出第一比较结果。控制单元接收到比较单元提供的第一比较结果，向控制芯片输出第一控制信号，控制芯片在使能端口接收到作为高电压信号的使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

当功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，比较单元输出第二比较结果。控制单元接收到比较单元提供的第二比较结果，向控制芯片输出第二控制信号，控制芯片在使能端口接收到低电压信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

这样，检测子电路可以通过比较单元检测功率器件是否故障，并在功率器件故障的情况下，控制单元控制控制芯片关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

在一些可能的实现方式中，比较单元还包括：第一分压单元电路和第二分压单元电路。第一分压单元电路分别与功率器件的输入端和接地端耦接。第一分压单元电路用于生成功率器件的输入电压的第一分压电压。比较器的第一输入端与第一分压单元电路耦接，以获取第一分压电压。第二分压单元电路分别与功率器件的输出端和接地端耦接。第二分压单元电路用于生成功率器件的输出电压的第二分压电压。比较器的第二输入端与第二分压单元电路耦接，以获取第二分压电压。比较器用于输出第一分压电压与第二分压电压的比较结果。

第一分压电压的电压值处于功率器件的输入电压与0V之间。第二分压电压的电压值处于功率器件的输出电压与0V之间。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差小于安全压差门限值的情况下，比较器输出第一比较结果。控制单元接收到比较器提供的第一比较结果，向控制芯片输出第一控制信号，控制芯片在使能端口接收到作为高电压信号的使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，比较器输出第二比较结果。控制单元接收到比较器提供的第二比较结果，向控制芯片输出第二控制信号，控制芯片在使能端口接收到低电压信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

在一些可能的实现方式中，第一分压单元电路包括第一电阻和第二电阻。第一电阻和第二电阻共同串联于功率器件的输入端和接地端之间。其中，第二电阻串联于第一电阻和接地端之间。比较器耦接于第一电阻和第二电阻之间。

这样，第一分压单元电路在第一电阻R1和第二电阻R2连接的节点生成了第一分压电压。第一分压电压的电压值可以等于(R2×Vs)/(R1+R2)。

示例性地，第二电阻R2的电阻值可以大于第一电阻R1的电阻值。例如：第一电阻R1的电阻值可以为2KΩ，第二电阻R2的电阻值可以为10KΩ。

在一些可能的实现方式中，第二分压单元电路包括第三电阻和第四电阻。第三电阻和第四电阻共同串联于功率器件的输出端和接地端之间。其中，第四电阻串联于第三电阻和接地端之间。比较器耦接于第三电阻和第四电阻之间。

这样，第二分压单元电路412在第三电阻R3和第四电阻R4连接的节点生成了第二分压电压。第二分压电压的电压值可以等于(R4×Vout)/(R3+R4)。

示例性地，第四电阻R4的电阻值可以大于第三电阻R3的电阻值。例如：第三电阻R3的电阻值可以大于等于1.91KΩ且小于等于1.97KΩ，第四电阻R4的电阻值可以为10KΩ。

在一些可能的实现方式中，第二电阻的电阻值和第四电阻的电阻值相等，第一电阻的电阻值大于第三电阻的电阻值。

第二电阻R2的电阻值和第四电阻R4的电阻值可以相等，第一电阻R1的电阻值可以大于第三电阻R3的电阻值。例如：第一电阻R1的电阻值可以为2KΩ，第三电阻R3的电阻值可以为1.93KΩ。可以理解地，第一分压电压与功率器件的输入电压之间的比例，可以小于第二分压电压与功率器件32的输出电压之间的比例。

这样，比较器可以通过比较较大比例的输入电压和较小比例的输出电压，直接得到第一分压电压和第二分压电压之间的压差是否大于正常压差的N倍的比较结果。

比较器的第一输入端与第一分压单元电路耦接，从而获取第一分压电压。比较器的第二输入端与第二分压单元电路耦接，从而获取第二分压电压。比较器比较第一分压电压和第二分压电压。示例性地，比较器的第一输入端与第一分压单元电路中第一电阻和第二电阻连接的节点耦接，比较器的第二输入端与第二分压单元电路中第三电阻和第四电阻连接的节点耦接。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差小于安全压差门限值的情况下，可以认为功率器件的输入电压与功率器件的输出电压之间的压差小于正常压差的N倍。比较器输出第一比较结果。控制单元接收到比较器提供的第一比较结果，向控制芯片输出第一控制信号，控制芯片在使能端口接收到作为高电压信号的使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，可以认为功率器件的输入电压与功率器件的输出电压之间的压差大于或等于正常压差的N倍。比较器输出第二比较结果。控制单元接收到比较器提供的第二比较结果，向控制芯片输出第二控制信号，控制芯片在使能端口接收到低电压信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

在一些可能的实现方式中，检测子电路还包括：电源端和第一下拉单元电路。电源端与控制单元耦接。电源端用于向控制单元输出电源信号。第一下拉单元电路分别与比较单元、控制单元和接地端耦接。第一下拉单元电路用于基于比较结果隔断接地端和控制单元，或者，第一下拉单元电路用于基于比较结果连通接地端和控制单元，以下拉控制单元的电压。

电源端与控制单元的输入端耦接，电源端向控制单元的输入端输出电源信号。

在一些示例中，检测子电路还可以包括第五电阻。第五电阻串联于电源端与控制单元的输入端之间，第五电阻能够限制电源端流向控制单元的输入端的电流，防止电流过大对控制单元造成破坏。

第一下拉单元电路分别与比较单元、控制单元的输入端和接地端耦接。第一下拉单元电路基于第一比较结果隔断接地端和控制单元的输入端，使得控制单元的输入端接收到作为高电压信号的电源信号。控制单元向控制芯片输出第一控制信号，控制芯片在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

第一下拉单元电路基于第二比较结果连通接地端和控制单元的输入端，接地端下拉控制单元的输入端的电压，使得控制单元的输入端接收到接地端提供的作为低电压信号的接地信号。控制单元向控制芯片输出第二控制信号，控制芯片在使能端口接收到低电压信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

本实现方式中，第一下拉单元电路和电源端可以实现对控制单元的输入电压中高电压信号电压值的调整。例如，比较单元输出5V的高电压信号作为第一比较结果，但是5V的高电压信号控制单元不能够正常处理。第一下拉单元电路和电源端利用该5V的高电压信号，将电源端输出的控制单元能够正常处理的3.3V的高电压信号提供给控制单元，使得检测子电路能够实现对功率晶体管故障检测的功能，提升检测子电路对功率晶体管故障检测的可靠性。

另外，在控制单元对输入信号电压的定义(例如高电压信号表示正常，低电压信号表示异常)与比较单元对输出电压的定义(例如高电压信号表示异常，低电压信号表示正常)不同的情况下，能够将比较单元的输出电压反相，从而克服控制单元和比较单元电压定义不同的问题，提升检测子电路对功率晶体管故障检测的可靠性。

在一些示例中，第一下拉单元电路包括第二晶体管。第二晶体管的控制极与比较器耦接，第二晶体管的第一极与接地端耦接，第二晶体管的第二极与控制单元耦接。

示例性地，第二晶体管可以为N型晶体管。N型晶体管的控制极在接收到低电压信号时处于截止状态，使得N型晶体管的第一极(接地端)与N型晶体管的第二极(控制单元的输入端)相互隔断，从而控制单元的输入端接收到电源端提供的电源信号，使得控制单元的输入端处于高电压。N型晶体管的控制极在接收到高电压信号时处于导通状态，使得N型晶体管的第一极(接地端)与N型晶体管的第二极(控制单元的输入端)导通，从而接地端下拉控制单元的输入端的电压，使得控制单元的输入端接收到接地端提供的作为低电压信号的接地信号。

在一些可能的实现方式中，控制单元还包括：控制器和第二下拉单元电路。控制器与比较单元耦接。控制器用于输出与比较结果对应的第一中间信号或第二中间信号。第二下拉单元电路分别与控制器、控制芯片和接地端耦接。第二下拉单元电路用于获取第一中间信号隔断接地端与控制芯片，以使控制芯片接收到第一控制信号；或者，第二下拉单元电路用于获取第二中间信号连通接地端与控制芯片，以下拉控制芯片的电压，以向控制芯片输出第二控制信号。

在一些示例中，控制器的输入端可以与比较单元耦接。控制器在接收到第一比较结果的情况下，输出第一中间信号；控制器在接收到第二比较结果的情况下，输出第二中间信号。

在另一些示例中，在检测子电路包括第一下拉单元电路的情况下，控制器的输入端可以与第一下拉单元电路的输出端耦接。控制器在接收到电源信号的情况下，输出第一中间信号；控制器在接收到接地信号的情况下，输出第二中间信号(例如高电压信号)。

第二下拉单元电路基于第一中间信号隔断接地端和控制芯片，使得控制芯片接收第一控制信号。控制芯片在接收到作为使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

第二下拉单元电路基于第二中间信号连通接地端和控制芯片的使能接口，使得控制芯片接收第二控制信号(接地端的接地信号)。控制芯片在接地信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

第二下拉单元电路也能够起到对控制器输出的电信号进行电压反相的作用，可以克服控制芯片和控制器对电压定义不同的问题，提升检测子电路对功率晶体管故障检测的可靠性。

在一些示例中，第二下拉单元电路包括第三晶体管。第三晶体管的控制极与控制器耦接，第三晶体管的第一极与接地端耦接，第三晶体管的第二极与控制芯片耦接。

示例性地，第三晶体管可以为N型晶体管。N型晶体管的控制极在接收到低电压信号时处于截止状态，使得N型晶体管的第一极(接地端)与N型晶体管的第二极(控制芯片)相互隔断，从而控制单元的输入端接收到使能电压，使得控制芯片的使能接口EN处于高电压。N型晶体管的控制极在接收到高电压信号时处于导通状态，使得N型晶体管的第一极(接地端)与N型晶体管的第二极(控制芯片的使能接口)导通，从而接地端下拉控制芯片的使能接口的电压，使得控制芯片的使能接口接收到接地端提供的作为低电压信号的接地信号。

在一些可能的实现方式中，检测子电路包括数据处理单元和控制单元。数据处理单元与功率器件的输出端耦接，用于获取功率器件的输出电压，并在输出电压的电压值小于安全电压门限值时输出第一处理信号，或者在输出电压的电压值大于或等于安全电压门限值时输出第二处理信号。控制单元分别与数据处理单元和控制芯片耦接。控制单元用于在获取到第一处理信号时向控制芯片输出第一控制信号，或者控制单元用于在获取到第二处理信号时向控制芯片输出第二控制信号。

需要说明的是，检测子电路包括数据处理单元和控制单元。数据处理单元的输入端与功率器件的输出端耦接，数据处理单元的输出端与控制单元的输入端耦接，控制单元的输出端与控制芯片耦接。在数据处理单元通过功率器件的输出端获取到功率器件的输出电压小于安全电压门限值的情况下，向控制单元输出第一处理信号。控制单元基于第一处理信号向控制芯片输出第一控制信号，控制芯片基于第一控制信号开启功率器件使得驱动子电路保持输出。在数据处理单元通过功率器件的输出端获取到功率器件的输出电压大于或等于安全电压门限值的情况下，向控制单元输出第二处理信号。控制单元基于第二处理信号向控制芯片输出第二控制信号，控制芯片基于第二控制信号关闭功率器件以保护功率器件。

在一些可能的实现方式中，控制器包括基板管理控制器、复杂可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列和微控制单元中的至少一者。

在一些场景中，功率电路布局在主板上。功率电路中驱动子电路的输入端与电源供应器(power supply unit，PSU)的输出端耦接，功率电路中驱动子电路的输出端与主板上的受电器件(例如CPU)耦接。功率电路中的控制器可以包括主板上的BMC。

在另一些场景中，功率电路布局在直流PSU内部的电路板上。功率电路中驱动子电路的输入端与整流电路的输出端耦接，功率电路中驱动子电路的输出端与受电器件耦接。功率电路中的控制器可以包括直流PSU中的MCU。

在又一些场景中，功率电路内部不同的结构分别分布在多个电路板上。例如，功率电路中的驱动子电路布局在主板之外的板卡(例如具有无线信号收发功能的无线网卡)上，功率电路中的控制器包括主板上的BMC。其中，功率电路300中的比较单元、第一下拉单元电路等可以设置于主板上，也可以设置于板卡上，此处不作限定。

当然，在功率电路分布在多个电路板上的其他场景中，功率电路中的驱动子电路和控制器均布局在主板之外的板卡上，控制器可以包括板卡上的CPLD。

为了便于理解，本申请的实施例以功率电路布局在主板上，控制器包括BMC为例进行说明。控制器包括CPLD、FPGA或MCU的情况也可以参考控制器包括BMC的方案。

BMC可以与服务器中的多个硬件模组进行耦接，并且监控各个硬件模组的工作数据。可以理解地，BMC除了能够获取比较单元提供的比较结果之外，还能够获取服务器其他硬件提供的工作信号。示例性地，BMC可以与CPU和硬盘耦接，BMC可以监控CPU的运行温度、硬盘主轴的马达转速等等。

BMC基于比较单元提供的比较结果、以及多个硬件模组提供的多个工作信号，综合分析后输出第一控制信号或第二控制信号。

示例性地，BMC分别与比较器和CPU耦接。在比较器输出第一比较结果(例如低电压信号)，并且BMC在检测到CPU的运行温度小于安全温度门限值的情况下，BMC向控制芯片输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片在使能端口接收到作为高电压信号的使能电压的情况下，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。在比较器输出第二比较结果(例如高电压信号)和/或BMC在检测到CPU的运行温度大于或等于安全温度门限值的情况下，BMC向控制芯片输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片在使能端口接收到低电压信号的情况下，控制芯片关闭功率器件以使功率电路停止输出，保护CPU。

可以理解地，BMC可以通过关闭功率器件来保护功率器件，在服务器中其他硬件模组发生故障的情况下，BMC也可以通过关闭功率器件使功率电路停止输出的方式来保护服务器的其他硬件模组，防止硬件模组烧毁，从而提升服务器的安全性。

在一些可能的实现方式中，功率器件包括多个第一晶体管。多个第一晶体管的控制极与控制芯片耦接，且多个第一晶体管相互并联设置。多个第一晶体管的第一极相互连接形成功率器件的输入端，多个第一晶体管的第二极相互连接形成功率器件的输出端。

功率器件包括M个相互并联的第一晶体管，M为正整数。示例性地，M＝3，功率器件包括3个相互并联的第一晶体管。每个第一晶体管的控制极与控制芯片耦接，每个第一晶体管的第一极相互连接作为功率电路的输入端并通过测试电阻与输入电压端耦接，每个第一晶体管的第二极相互连接作为功率电路的输出端。

M个相互并联的第一晶体管两端具有相同的电压值，又由于第一晶体管内阻大致相同，使得M个相互并联的第一晶体管所在的M个线路具有大致相同的电流，电流在第一晶体管的第二极汇聚后能够提升功率器件的输出电流。

第二方面，本申请实施例提供一种功率电路的控制方法。该功率电路的控制方法应用于如上任一项实施例的功率电路。方法包括：检测子电路至少获取功率器件的输出电压。检测子电路向控制芯片输出与输出电压对应的第一控制信号或第二控制信号。控制芯片基于第一控制信号开启功率器件，或者，控制芯片基于第二控制信号关闭功率器件。

本申请的实施例中，检测子电路通过直接检测功率器件的输出电压与功率器件正常工作下输出电压之间的关系，来检测功率器件是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件是否发生故障而言，能够提升对功率器件检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

在一些可能的实现方式中，检测子电路包括比较单元和控制单元。检测子电路至少获取功率器件的输出电压，包括：比较单元获取功率器件的输入电压和功率器件的输出电压。检测子电路向控制芯片输出与输出电压对应的第一控制信号或第二控制信号，包括：比较单元比较功率器件的输入电压和功率器件的输出电压，输出比较结果；控制单元向控制芯片输出与比较结果对应的第一控制信号或第二控制信号。

本申请的实施例中，检测子电路通过直接检测功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差，与功率器件正常工作下功率器件的输入电压和功率器件的输出电压之间的压差之间的关系，来检测功率器件是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件是否发生故障而言，能够提升对功率器件检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

第三方面，本申请实施例提供一种电路板。电路板包括如上任一项实施例的功率电路。

电路板可以包括服务器内部的主板，也可以包括服务器中与主板通信的板卡，此处不作限定。

由于电路板包括如上任一实施例中的功率电路，因此电路板具有如上任一实施例中的功率电路所具有的有益效果，此处不作赘述。

第四方面，本申请实施例提供一种电源供应器。电源供应器包括如上任一项实施例的功率电路。

由于电源供应器包括如上任一实施例中的功率电路，因此电源供应器具有如上任一实施例中的功率电路所具有的有益效果，此处不作赘述。

第五方面，本申请实施例提供一种计算设备。计算设备包括受电器件和如上任一实施例中的功率电路；或者，如上实施例中的电路板；或者，如上实施例中的电源供应器

由于计算设备包括如上任一实施例中的功率电路，因此计算设备具有如上任一实施例中的功率电路所具有的有益效果，此处不作赘述。

第六方面，本申请实施例提供一种计算设备。计算设备包括一个或多个处理器及存储器。存储器与一个或多个处理器耦合，存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，计算设备执行如上任一实施例中的功率电路的控制方法。

第七方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机中运行时，使得计算机执行如上任一实施例中的功率电路的控制方法。

附图说明

图1为一些实施例提供的功率电路的结构示意图；

图2为图1所示的功率电路所在的电路板的局部示意图；

图3为本申请的一些实施例提供的计算设备的结构示意图；

图4a为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图；

图4b为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图；

图5为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图；

图6为本申请的一些实施例提供的功率电路的结构示意图；

图7为本申请的另一些实施例提供的功率电路的结构示意图；

图8为本申请的另一些实施例提供的功率电路的结构示意图；

图9为图4a所示的计算设备的另一种结构示意图；

图10为图5所示的计算设备的另一种结构示意图

图11为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图；

图12为本申请的另一些实施例提供的功率电路的结构示意图；

图13为本申请的一些实施例提供的功率电路的控制方法的流程图；

图14为本申请的另一些实施例提供的功率电路的控制方法的流程图。

具体实施方式

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描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面将结合附图，对本申请一些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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时，可能使用了“连接”、“相连”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接或者间接物理接触。例如，A和B连接，可以表示A和B之间连接，也可以表示A和B之间通过其他部件连接。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。

“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

需要说明的是，本申请的实施例提供的功率电路中所采用的晶体管可以为薄膜晶体管、场效应晶体管或其他特性相同的开关器件，本申请的实施例提供的晶体管可以为增强型晶体管，也可以为耗尽型晶体管，本申请对此不作限制。

功率电路中所采用的各晶体管的控制极为晶体管的栅极，第一极为晶体管的源极和漏极中一者，第二极为晶体管的源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的，也就是说，本公开的实施例中的晶体管的第一极和第二极在结构上可以是没有区别的。示例性地，在晶体管为P型晶体管的情况下，晶体管的第一极为源极，第二极为漏极；示例性地，在晶体管为N型晶体管的情况下，晶体管的第一极为漏极，第二极为源极。

还需要说明的是，本公开中提到的高电压信号和低电压信号是相对而言的高低，即只代表高电压信号的电压比低电压信号的电压高，并不限定高电压和低电压的具体电压值。

如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

如本文所使用的那样，“平行”、“垂直”、“相等”包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况，该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。例如，“平行”包括绝对平行和近似平行，其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5°以内偏差；“垂直”包括绝对垂直和近似垂直，其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5°以内偏差。“相等”包括绝对相等和近似相等，其中近似相等的可接受偏差范围内例如可以是相等的两者之间的差值小于或等于其中任一者的5％。

图1为一些实施例提供的功率电路的结构示意图。功率电路可以布局在主板上。功率电路可以在服务器中接收电源供应器(power supply unit，PSU)提供的直流电源，并向CPU、GPU、硬盘等功能器件提供工作电源。功率电路为了实现电源缓启动、过流保护等功能，如图1所示，功率电路常常会采用控制芯片01与功率器件02配套的方案实现。其中，控制芯片01可以与功率器件01耦接用于控制功率器件02处于开启或关闭。功率器件02在开启状态下能够包括但不限于作为放大器增加供电电路输出的直流信号的电压和/或电流。

在一些实施方式中，功率器件02可以包括功率晶体管GTR。功率晶体管可以是双极型大功率器件，具有控制方便、开关时间短、通态压降低、高频特性好、安全工作区宽等优点。控制芯片01可以与功率晶体管耦接用于控制功率晶体管处于导通状态或截止状态。功率晶体管在导通状态下能够包括但不限于作为放大器增加供电电路输出的直流信号的电压和/或电流。

然而，在电路板上的功率晶体管存在故障(例如功率晶体管处于导通状态下，功率晶体管漏极D和源极S之间的电阻Rdson异常增大)的情况下，容易造成功率晶体管温度升高而引发烧毁电路板的现象，导致电路板安全性低的问题。

在一些技术方案中，为了避免功率晶体管因温度升高而引发烧毁电路板的现象，在功率晶体管的周边布置了温度传感器。利用温度传感器检测到的功率晶体管周边的温度来判断功率晶体管是否故障。示例性地，在温度传感器检测到的功率晶体管周边的温度低于预设温度门限值时，判断功率晶体管正常，控制芯片保持供电电路输出；在温度传感器检测到的功率晶体管周边的温度高于预设温度门限值时，判断功率晶体管故障，进而利用控制芯片关闭供电电路输出，避免功率晶体管继续工作导致烧毁电路板。

但是，温度传感器存在不能贴近功率晶体管设置的情况。示例性地，如图1和图2所示，电路板上的功率器件包括多个相互并联的功率晶体管，温度传感器贴近电路板上位于边缘位置的功率晶体管设置，温度传感器距离中间位置的功率晶体管较远。这样温度传感器在距离中间位置的功率晶体管较远的情况下，温度传感器无法及时且准确地感知位于中间位置的功率晶体管的实际温度，使得利用温度传感器检测到的温度判断位于中间位置的功率晶体管是否故障的准确性较低。

在此情况下，即便增加温度传感器的数量，但是由于电路板上器件排布十分紧凑，位于中间位置的功率晶体管周边没有能够容纳温度传感器的空间，也造成无法在位于中间位置的功率晶体管就近放置温度传感器，从而导致对位于中间位置的功率晶体管故障检测准确性低的问题。另外，增加温度传感器也会额外增加服务器的成本。

基于此，本申请的实施例提供一种功率电路及其控制方法、电路板、计算设备，以提高对计算设备内部电路板中功率器件故障检测的准确性，避免功率器件因故障导致温度升高烧毁电路板，提高电路板的安全性。

本申请实施例提供一种计算设备。其中，上述计算设备包括但不限于是服务器、服务器集群、交换机、工控机、膝上型计算机、台式计算机、移动电话、智能手机、平板电脑、多媒体播放器、电子阅读器、智能车载设备、智能家电、人工智能设备、穿戴式设备、物联网设备、或虚拟现实/增强现实/混合现实设备等。

图3为本申请的一些实施例提供的计算设备的结构示意图。如图3所示，计算设备1000可以包括电源供应器100、以及多个受电器件200。多个受电器件200可以包括主板、中央处理器(central processing unit，CPU)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、硬盘等多种功能器件，此处不作限定。

电源供应器100可以接收外部电源(例如市电)提供的第一电信号，并将第一电信号转换为第二电信号后，输出第二电信号。第一电信号和第二电信号为不同类型的电信号，例如第一电信号可以是交流电信号，第二电信号可以是直流电信号；又例如第一电信号可以是正弦波信号，第二电信号可以是脉冲信号；此处不作限定。

示例性地，电源供应器100接收外部交流电源提供的交流电信号(alternatingcurrent，AC)，并将交流电信号转换为直流电信号(direct current，DC)后，输出直流电信号。为了便于理解，下文均以第一电信号为交流电信号且第二电信号为直流电信号为例进行说明。但不应视为对第一电信号和第二电信号的限定。

其中，不同的受电器件200可以具有不同的工作电压。

在一些示例中，电源供应器100输出不同电压的多种直流电信号，每种直流电信号提供给电压相适配的受电器件200，从而使得具有不同工作电压的多个受电器件200分别进行工作。例如，GPU的工作电压为1V，CPU的工作电压为3.3V。电源供应器100通过不同的直流电输出接口分别输出1V的直流电信号和3.3V的直流电信号，其中，1V的直流电信号提供给GPU，以使GPU正常工作；同时，3.3V的直流电信号提供给CPU，以使CPU正常工作。

在另一些示例中，电源供应器100输出固定电压的直流电信号。计算设备1000还包括多个调压电路(图未示)。调压电路可以布局在主板上，也可以布局在独立设置的电路板上，还可以在受电器件200包括电路板的情况下布局在受电器件200内部的电路板上。每个调压电路接收电源供应器100输出的固定电压的直流电信号，并且对固定电压的直流电信号进行调压处理，输出的直流电信号的电压与其对应的受电器件200的工作电压相匹配。该电压调节后的直流电信号的电压值与固定电压的直流电信号的电压值不同。每个调压电路将直流电信号的固定电压调节成与其对应的受电器件200的工作电压，以为对应的受电器件200供电，从而使得具有不同工作电压的多个受电器件200分别进行工作。

例如，电源供应器100输出的固定电压的直流电信号的电压为12V，CPU的工作电压为3.3V、GPU的工作电压为1V。一个调压电路将固定电压的直流电信号进行调压处理，输出电压调节后电压为3.3V的直流电信号，提供给CPU，以使CPU正常工作。另一调压电路将固定电压的直流电信号进行调压处理，输出电压调节后电压为1V的直流电信号，提供给GPU，以使GPU正常工作。另外，在受电器件200的工作电压为12V的情况下，该受电器件200可以直接接收电源供应器100提供的12V的直流电信号，以进行正常工作。例如，硬盘的工作电压为12V的情况下，该硬盘可以直接接收电源供应器100提供的12V的直流电信号，以进行正常工作。

由上可知，无论受电器件200直接或间接与电源供应器100耦接，受电器件200的工作电压均来源于电源供应器100输出的直流电信号。在电源供应器100停止输出直流电信号的情况下，各受电器件200均失去工作电压而停止工作。

图4a为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图；图4b为本申请的另一些实施例提供的计算设备的结构示意图。如图4a和图4b所示，计算设备1000还可以包括功率电路300。功率电路300可以连接于电源供应器和受电器件200之间，或者说，受电器件的供电端与功率电路300连接，功率电路300基于电源供应器提供的直流电信号，实现受电器件200的电源缓启动、过流保护等功能。另外，功率电路300接收到电源供应器提供的直流电信号后，可以对直流电信号进行放大处理，并将放大后的直流电信号提供给负载(例如上述的受电器件200)，从而驱动负载进行工作。

在一些场景中，如图4a和图4b所示，功率电路300可以布局在主板上。例如，主板上的功率电路300接收PSU提供的直流电信号，并利用主板上的走线将直流电信号提供给布局在主板上的受电器件200(例如CPU)。

其中，在受电器件200的功率较大时，如图4a所示，主板上的每个受电器件200均可以设有单独的功率电路300对受电器件200进行保护。在受电器件200的功率较小时，如图4b所示，主板上的多个受电器件200也可以由同一个功率电路300对进行保护。本申请对此不作限定。

在另一些场景中，如图5所示，在PSU为直流PSU的情况下，功率电路300也可以布局在直流PSU内部的电路板上。功率电路300接收直流PSU中的整理电路提供的直流电信号，并通过连接线缆将直流电信号提供给主板上的受电器件200或其他板卡上的受电器件200。

在又一些场景中，功率电路300也可以至少部分布局在板卡的电路板上。板卡例如可以是网卡、转换卡、扩展卡等具有电路板且有缓启动需求的部件。

以上两个场景均是功率电路300在同一电路板上的情况。在其他的一些场景中，功率电路300内部不同的结构也可以分别布局在不同的电路板上，并通过连接线缆相互耦接进行信号传输，实现功率电路的功能。本申请对此不作限定。

本申请的实施例后续对功率电路300进行详细说明，应理解的是功率电路300可以是布局在电源供应器100内部电路板上的功率电路300，也可以是与受电器件200布局在同一电路板上的功率电路300，还可以是内部不同的结构分别布局在多个电路板上的功率电路300。本申请对此不作限定。下文以功率电路布局在主板为例进行说明。

图6为本申请的一些实施例提供的功率电路的结构示意图。如图6所示，功率电路300可以包括驱动子电路30和检测子电路40。驱动子电路30与检测子电路40耦接。驱动子电路30用于接收直流电信号，对直流电信号进行放大处理，并将放大后的直流电信号提供给负载。检测子电路40用于检测驱动子电路30内部是否出现故障。

驱动子电路30的输入电压Vin可以为电源供应器100提供的直流电信号，驱动子电路30的输出电压Vout可以驱动受电器件200进行工作的工作电源，实现受电器件200的功能。

如图6所示，驱动子电路30可以包括控制芯片31和功率器件32。功率器件32包括输入端、输出端和控制端。功率器件32的输入端与电源耦接，功率器件32的输出端与受电器件200耦接，功率器件32的控制端与控制芯片耦接。如图4a和图4b所示，功率器件32的输入端耦接的电源可以是电源供应器，功率器件32的输出端耦接的受电器件200可以是CPU、GPU等。

控制芯片31通过与功率器件32耦接，能够控制功率器件32的开启和关闭，进而控制驱动子电路30保持输出或停止输出驱动受电器件200工作的工作电源(直流电信号)。示例性地，控制芯片31的栅极接口Gate与功率器件32的控制端耦接。控制芯片31通过控制栅极接口Gate输出的信号来控制功率器件32的处于开启状态(功率晶体管处于导通状态)或功率器件32的处于关闭状态(功率晶体管处于截止状态)。

控制芯片31可以具有保护功率器件32的作用。示例性地，在控制芯片31检测到可能危害功率器件32的情况下，控制芯片31可以关闭功率器件32以保护功率器件32。

例如，功率器件32的输入端与驱动子电路30的输入端耦接，从而可以获取到驱动子电路30的输入电压Vin。功率器件32的输出端与驱动子电路30的输出端耦接，从而可以与受电器件200耦接。在控制芯片31检测功率器件32安全工作的情况下，功率器件32的输入端与功率器件32的输出端连通，输入电压Vin经过功率器件32的处理后传输给受电器件200；在控制芯片31检测到可能危害功率器件32的情况下，功率器件32的输入端与功率器件32的输出端之间隔断，输入电压Vin无法传输给受电器件200。

如图6所示，驱动子电路30还可以包括测试电阻Rsence，测试电阻Rsence串接于输入电压端与功率器件32之间。控制芯片31的电压接口VCC与输入电压端(即测试电阻Rsence的一端)耦接，获取输入电压Vin；控制芯片31的检测接口Sense与功率器件(即测试电阻Rsence的另一端)耦接，获取功率器件32的输入电压Vs。由于测试电阻Rsence的电阻值是固定的，因此控制芯片31能够通过测试电阻Rsence两端Vin与Vs之间的电压差和测试电阻Rsence的电阻值，计算出流经测试电阻Rsence的电流的电流值，该电流值也是功率器件32的输入电流的电流值，从而实现对功率器件32的输入电流的检测。驱动子电路30能够在检测到功率器件32的输入电流的电流值高于安全电流门限值时，关闭功率器件32以保护功率器件32。

示例性地，控制芯片31也可以在接收到其他电路提供的表示功率器件32故障的信号的情况下，控制芯片31可以关闭功率器件32以保护功率器件32。

如图6所示，驱动子电路30还可以包括第一分压电阻R01和第二分压电阻R02。第一分压电阻R01和第二分压电阻R02共同串联于输入电压端和接地端GND之间，其中，第二分压电阻R02的第一端与第一分压电阻R01耦接，第二分压电阻R02的第二端与接地端GND耦接。

控制芯片31的使能端口EN与第二分压电阻R02的第一端耦接，从而控制芯片31的使能端口EN获取到的使能电压Ven＝(R02×Vin)/(R01+R02)。控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

另外，控制芯片31的使能端口EN还可以与检测子电路40的耦接。检测子电路40在检测到功率器件32正常工作的情况下输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。检测子电路40在检测到功率器件32发生故障的情况下输出第二控制信号(例如低电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

为了便于理解和说明，本申请的实施例中均以功率器件32包括第一晶体管T1为例进行说明，其中第一晶体管T1为功率晶体管。

在一些示例中，功率器件32包括一个第一晶体管T1。第一晶体管T1的控制极与控制芯片31耦接，第一晶体管T1的第一极通过测试电阻Rsence与输入电压端耦接，第一晶体管T1的第二极为功率电路300的输出端。

在另一些示例中，功率器件32包括M个相互并联的第一晶体管T1，M为正整数。示例性地，如图6所示，M＝3，功率器件32可以包括3个相互并联的第一晶体管T1。每个第一晶体管T1的控制极与控制芯片31耦接，每个第一晶体管T1的第一极相互连接并通过测试电阻Rsence与输入电压端耦接，每个第一晶体管T1的第二极相互连接作为功率电路300的输出端。

M个相互并联的第一晶体管T1两端具有相同的电压值，又由于第一晶体管T1内阻大致相同，使得M个相互并联的第一晶体管T1所在的M个线路具有大致相同的电流，电流在第一晶体管T1的第二极汇聚后能够提升功率器件32的输出电流。

其中，每个第一晶体管T1的最大压降ΔV(max)＝Rdson(max)×It(max)。其中，Rdson为第一晶体管漏极D和源极S之间的电阻，It(max)为第一晶体管的最大负载电流。

如图6所示，控制芯片31的检测接口Sense与功率器件32的输入端耦接，因此控制芯片31可以检测功率器件32的输入电压Vs。在输入电压Vs异常的情况下，控制芯片31可以关闭功率器件32以保护功率器件32。可以理解地，在控制芯片31未关闭功率器件32的情况下，功率器件32的输入电压会处于安全的电压区间内。

在功率器件32发生故障(例如第一晶体管T1的Rdson异常增大)的情况下，功率器件32内部的压降会急剧增加，导致功率器件32的输出电压Vout急剧增加。

因此，如图6所示，在一些可能的实现方式中，检测子电路40可以只与功率器件32的输出端耦接。检测子电路40可以只通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout，来判断功率器件32是否存在故障。

示例性地，在功率器件32发生故障(例如第一晶体管T1的Rdson异常增大)的情况下，功率器件32的输出电压Vout会急剧增加。

因此，检测子电路40通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout小于安全电压门限值的情况下，认为功率器件32正常工作。检测子电路40输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。示例性地，检测子电路40包括数据处理单元和控制单元。数据处理单元的输入端与功率器件32的输出端耦接，数据处理单元的输出端与控制单元的输入端耦接，控制单元的输出端与控制芯片耦接。在数据处理单元通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout小于安全电压门限值的情况下，向控制单元输出第一处理信号。控制单元基于第一处理信号向控制芯片31输出第一控制信号，控制芯片31基于第一控制信号开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

反之，检测子电路40通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout大于或等于安全电压门限值的情况下，检测子电路40输出第二控制信号(例如低电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。示例性地，检测子电路40包括数据处理单元和控制单元。数据处理单元的输入端与功率器件32的输出端耦接，数据处理单元的输出端与控制单元的输入端耦接，控制单元的输出端与控制芯片耦接。在数据处理单元通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout大于或等于安全电压门限值的情况下，向控制单元输出第二处理信号。控制单元基于第二处理信号向控制芯片31输出第二控制信号，控制芯片31基于第二控制信号关闭功率器件32以保护功率器件32。

本申请的实施例中，检测子电路40通过直接检测功率器件32的输出电压Vout与功率器件32正常工作下输出电压Vout之间的关系，来检测功率器件32是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件32是否发生故障而言，能够提升对功率器件32检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路40检测到功率器件32发生故障的情况下，功率电路300能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

另外，在功率器件32包括多个相互并联的第一晶体管T1的情况下，同样可以通过直接检测功率器件32的输出电压Vout与功率器件32正常工作下输出电压Vout之间的关系，使得任一个第一晶体管T1发生故障均能检测出来，从而能够提升对功率器件32检测的准确性，进而提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

如图7所示，在另一些可能的实现方式中，检测子电路40可以分别与功率器件32的输入端和功率器件32的输出端均耦接。可以理解地，检测子电路40通过功率器件32的输入端获取到功率器件32的输入电压Vs，检测子电路40还通过功率器件32的输出端获取到功率器件32的输出电压Vout，检测子电路40基于功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout，来判断功率器件32是否存在故障。

在功率器件32发生故障(例如第一晶体管T1的Rdson异常增大)的情况下，功率器件32内部的压降会急剧增加，即导致功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差急剧增加。

因此，检测子电路40可以通过计算功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差。在压差小于安全压差门限值的情况下，检测子电路40输出第一控制信号(例如高电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

反之，在压差大于或等于安全压差门限值的情况下，检测子电路40输出第二控制信号(例如低电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

本申请的实施例中，检测子电路40通过直接检测功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差，与功率器件32正常工作下功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差之间的关系，来检测功率器件32是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件32是否发生故障而言，能够提升对功率器件32检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路40检测到功率器件32发生故障的情况下，功率电路300能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

另外，在功率器件32包括多个相互并联的第一晶体管T1的情况下，同样可以通过直接检测功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差，与功率器件32正常工作下功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差之间的关系，使得任一个第一晶体管T1发生故障均能检测出来，从而能够提升对功率器件32检测的准确性，进而提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

如图7所示，在检测子电路40可以分别与功率器件32的输入端和功率器件32的输出端均耦接的基础上，检测子电路40可以包括比较单元41和控制单元42。比较单元41分别与功率器件32和控制单元42相互耦接，并且控制单元42还与控制芯片31耦接。示例性地，本申请的实施例中提供的比较单元41可以包括比较器，也可以是通过运放实现比较功能的电路，此处不作限定。为了便于理解和说明，本申请的实施例后续均以比较单元41包括比较器为例进行说明，但不应以此为限。

比较单元41的第一输入端与功率器件32的输入端耦接，比较单元41的第二输入端与功率器件32的输出端耦接。比较单元41通过第一输入端能够获取功率器件32的输入电压Vs，并且通过第二输入端能够获取功率器件32的输出电压Vout。

比较单元41通过比较功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout的方式，来确定功率器件32的压降(即功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差)是否大于或等于安全压差门限值。在功率器件32的压降小于安全压差门限值时认为功率器件32正常工作；在功率器件32的压降大于或等于安全压差门限值时认为功率器件32发生故障。其中，安全压差门限值可以为功率器件正常工作情况下最大压降的N倍。例如安全压差门限值可以为上述第一晶体管T1的最大压降ΔV的N倍，N可以根据实际场景进行设置。示例性地，3≤N≤5。

示例性地，比较单元41可以通过比较第一比例的输入电压Vs和第二比例的输出电压Vout来确定功率器件32的压降是否大于或等于安全压差门限值。其中，在功率器件32正常工作的情况下，第二比例的输出电压Vout的电压值可以稍大于第一比例的输入电压Vs的电压值(例如第二比例的输出电压Vout的电压值＝第一比例的输入电压Vs的电压值+安全压差门限值)。并且第二比例的输出电压Vout的电压值与功率器件32的压降具有负相关的关系。上述第一比例可以小于上述第二比例。

这样，在功率器件32正常工作的情况下，比较单元41比较得到第一比例的输入电压Vs小于第二比例的输出电压Vout的比较结果；在功率器件32发生故障的情况下，因功率器件32的压降增加导致第二比例的输出电压Vout的电压值降低，比较单元41比较得到第一比例的输入电压Vs大于第二比例的输出电压Vout的比较结果。从而，能够通过比较单元41输出的两种不同的比较结果，来确定功率器件32的压降是否大于或等于安全压差门限值。

当功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差小于安全压差门限值的情况下，比较单元41输出第一比较结果(例如低电压信号)。控制单元42接收到比较单元41提供的第一比较结果(例如低电压信号)，向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

当功率器件32的输入电压Vs和功率器件32的输出电压Vout之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，比较单元41输出第二比较结果(例如高电压信号)。控制单元42接收到比较单元41提供的第二比较结果(例如高电压信号)，向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

这样，检测子电路40可以通过比较单元41检测功率器件32是否故障，并在功率器件32故障的情况下，控制单元42控制控制芯片31关闭功率器件32，以避免功率器件32温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

如图7所示，在一些实现方式中，比较单元41可以包括第一分压单元电路411、第二分压单元电路412和比较器413。

第一分压单元电路411分别与功率器件32的输入端和接地端GND耦接，第一分压单元电路411内部生成功率器件32的输入电压Vs的第一分压电压。该第一分压电压的电压值处于功率器件32的输入电压Vs与0V之间。第一分压单元电路411还可以与比较器413耦接，向比较器413提供第一分压电压。

如图7所示，在一些示例中，第一分压单元电路411可以包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1和第二电阻R2共同串联于功率器件32的输入端和接地端GND之间。其中，第二电阻R2串联于第一电阻R1和接地端GND之间。

这样，通过第一电阻R1和第二电阻R2对功率器件32的输入电压Vs的分压处理，第一分压单元电路411在第一电阻R1和第二电阻R2连接的节点生成了第一分压电压。

第一分压电压的电压值可以等于(R2×Vs)/(R1+R2)。

示例性地，第二电阻R2的电阻值可以大于第一电阻R1的电阻值。例如：第一电阻R1的电阻值可以为2KΩ，第二电阻R2的电阻值可以为10KΩ。第二电阻R2的电阻值大于第一电阻R1的电阻值，能够使得第一分压电压更为接近输入电压Vs，第一分压电压的变化情况更接近输入电压Vs的实际变化情况。

在另一些示例中，第一分压单元电路411还可以包括更多的电阻，从而在相邻的两个电阻之间生成其他分压电压，本申请对此不作限定。

第二分压单元电路412分别与功率器件32的输出端和接地端GND耦接，第二分压单元电路412内部生成功率器件32的输出电压Vout的第二分压电压。该第二分压电压的电压值处于功率器件32的输出电压Vout与0V之间。第二分压单元电路412还可以与比较器413耦接，向比较器413提供第二分压电压。

如图7所示，在一些示例中，第二分压单元电路412可以包括第三电阻R3和第四电阻R4。第三电阻R3和第四电阻R4共同串联于功率器件32的输出端和接地端GND之间。其中，第四电阻R4串联于第三电阻R3和接地端GND之间。

这样，通过第三电阻R3和第四电阻R4对功率器件32的输出电压Vout的分压处理，第二分压单元电路412在第三电阻R3和第四电阻R4连接的节点生成了第二分压电压。第二分压电压的电压值可以等于(R4×Vout)/(R3+R4)。

示例性地，第四电阻R4的电阻值可以大于第三电阻R3的电阻值。例如：第三电阻R3的电阻值可以大于等于1.91KΩ且小于等于1.97KΩ，第四电阻R4的电阻值可以为10KΩ。第四电阻R4的电阻值大于第三电阻R3的电阻值，能够使得第二分压电压更为接近输出电压Vout，第二分压电压的变化情况更接近输出电压Vout的实际变化情况。

在另一些示例中，第二分压单元电路412还可以包括更多的电阻，从而在相邻的两个电阻之间生成其他分压电压，本申请对此不作限定。

如图7所示，比较器413的第一输入端IN+与第一分压单元电路411耦接，从而获取第一分压电压。比较器413的第二输入端IN-与第二分压单元电路412耦接，从而获取第二分压电压。比较器413比较第一分压电压和第二分压电压。示例性地，比较器413的第一输入端IN+与第一分压单元电路411中第一电阻R1和第二电阻R2连接的节点耦接，比较器413的第二输入端IN-与第二分压单元电路412中第三电阻R3和第四电阻R4连接的节点耦接。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差小于安全压差门限值的情况下，比较器413输出第一比较结果(例如低电压信号)。控制单元42接收到比较器413提供的第一比较结果(例如低电压信号)，向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，比较器413输出第二比较结果(例如高电压信号)。控制单元42接收到比较器413提供的第二比较结果(例如高电压信号)，向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

在一些场景中，可以设定功率器件32的输入电压Vs与功率器件32的输出电压Vout之间的压差大于或等于上述正常最大压降ΔU(max)的N倍作为判定功率器件32发生故障的判断条件。其中，N可以根据实际场景进行设置。示例性地，3≤N≤5。

在一些示例中，功率器件32正常工作的情况下，第一分压电压的电压值小于第二分压电压的电压值。则可以计算得到R6＜R4-(R4+R5)×ΔU(max)/Vin。功率器件32发生故障的情况下，功率器件32的故障压降ΔU(fault)大于或等于上述正常最大压降ΔU(max)的3至5倍时，第一分压电压的电压值大于或等于第二分压电压的电压值。则可以计算得到R6≥R4-(R4+R5)×ΔU(fault)/Vin。

在此基础上，如图7所示，第二电阻R2的电阻值和第四电阻R4的电阻值可以相等，第一电阻R1的电阻值可以大于第三电阻R3的电阻值。例如：第一电阻R1的电阻值可以为2KΩ，第三电阻R3的电阻值可以为1.93KΩ。可以理解地，第一分压电压与功率器件32的输入电压Vs之间的比例，可以小于第二分压电压与功率器件32的输出电压Vout之间的比例。

这样，比较器413可以通过比较较大比例的输入电压Vs和较小比例的输出电压Vout，直接得到第一分压电压和第二分压电压之间的压差是否大于正常压差的N倍的比较结果。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差小于安全压差门限值的情况下，可以认为功率器件32的输入电压Vs与功率器件32的输出电压Vout之间的压差小于正常压差的N倍。比较器413输出第一比较结果(例如低电压信号)。控制单元42接收到比较器413提供的第一比较结果(例如低电压信号)，向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

当第一分压电压和第二分压电压之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，可以认为功率器件32的输入电压Vs与功率器件32的输出电压Vout之间的压差大于或等于正常压差的N倍。比较器413输出第二比较结果(例如高电压信号)。控制单元42接收到比较器413提供的第二比较结果(例如高电压信号)，向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

需要说明的是，由于比较器413在上电过程中，无论第一输入端IN+接收到的第一分压电压和第二输入端IN-接收到的第二分压电压处于何种关系，比较器413均会输出低电压信号。在此期间控制单元42根据比较器413提供的低电压信号不能正确判断功率器件32是否发生故障，因此控制单元42需要对比较器413的比较结果做上电延时处理。控制单元42可以通过获取延时后比较器413提供的比较结果来判断功率器件32是否发生故障。其中，延时时长大于比较器413的上电时长，延时时长可以大于或等于10ms。

通过控制单元42获取延时后比较器413提供的比较结果来判断功率器件32是否发生故障，能够避免因比较器413上电过程误导控制单元42的情况，提升控制单元42获取的比较器413提供的比较结果准确性，进而提升对功率器件32检测的准确性。

本申请的实施例中，检测子电路40通过直接检测功率器件32的压降，与功率器件32正常工作下功率器件32的正常最大压降之间的关系，来检测功率器件32是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件32是否发生故障而言，能够提升对功率器件32检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路40检测到功率器件32发生故障的情况下，功率电路300能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

另外，在功率器件32包括多个相互并联的第一晶体管T1的情况下，同样可以通过直接检测功率器件32的压降，与功率器件32正常工作下功率器件32的正常最大压降之间的关系，使得任一个第一晶体管T1发生故障均能检测出来，从而能够提升对功率器件32检测的准确性，进而提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

比较单元41输出的电信号的电压值与控制单元42能够正常处理的信号电压值匹配的场景下，如图7所示，比较单元41的输出端可以与控制单元42的输入端直接耦接。例如，比较单元41输出的高电压信号的电压值是控制单元42能够正常处理的电压值的情况下，比较单元41的输出端可以与控制单元42的输入端直接耦接。

比较单元41输出的电信号的电压值与控制单元42能够正常处理的信号电压值不匹配的场景下，比较单元41的输出端不能与控制单元42的输入端直接耦接。例如，比较单元41输出的高电压信号的电压值不是控制单元42能够正常处理的信号电压值的情况下，比较单元41的输出端不能与控制单元42的输入端直接耦接。

在比较单元41输出的电信号的电压值与控制单元42能够正常处理的信号电压值不匹配的场景下，如图8所示，检测子电路40还可以包括电源端VDD和第一下拉单元电路43。电源端VDD与控制单元42的耦接，第一下拉单元电路43分别与比较单元41、控制单元42和接地端GND耦接。

电源端VDD与控制单元42的输入端耦接，电源端VDD向控制单元42的输入端输出电源信号。电源端VDD提供的电源信号的电压值可以为控制单元42能够正常处理的信号电压值。示例性地，电源端VDD提供的电源信号的电压值与比较单元41输出的电信号的电压值不相等。

在一些示例中，检测子电路40还可以包括第五电阻R5。第五电阻R5串联于电源端VDD与控制单元42的输入端之间，第五电阻R5能够限制电源端VDD流向控制单元42的输入端的电流，防止电流过大对控制单元42造成破坏。

第一下拉单元电路43在一些实现方式中的工作过程可以是：

第一下拉单元电路43基于第一比较结果(例如高电压信号)隔断接地端GND和控制单元42的输入端，使得控制单元42的输入端接收到作为高电压信号的电源信号。控制单元42向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

第一下拉单元电路43基于第二比较结果(例如低电压信号)连通接地端GND和控制单元42的输入端，接地端GND下拉控制单元42的输入端的电压，使得控制单元42的输入端接收到接地端GND提供的作为低电压信号的接地信号。控制单元42向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

本实现方式中，第一下拉单元电路43和电源端VDD可以实现对控制单元42的输入电压中高电压信号电压值的调整。例如，比较单元41输出的高电压信号作为第一比较结果，但是该第一比较结果的高电压信号控制单元42不能够正常处理。第一下拉单元电路43和电源端VDD利用该第一比较结果的高电压信号，将电源端VDD输出的控制单元42能够正常处理的高电压信号提供给控制单元42，使得检测子电路40能够实现对功率晶体管故障检测的功能，提升检测子电路40对功率晶体管故障检测的可靠性。

第一下拉单元电路43在另一些实现方式中的工作过程可以是：

第一下拉单元电路43基于第一比较结果(例如低电压信号)隔断接地端GND和控制单元42的输入端，使得控制单元42的输入端接收到作为高电压信号的电源信号。控制单元42向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

第一下拉单元电路43基于第二比较结果(例如高电压信号)连通接地端GND和控制单元42的输入端，接地端GND下拉控制单元42的输入端的电压，使得控制单元42的输入端接收到接地端GND提供的作为低电压信号的接地信号。控制单元42向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

本实现方式中，第一下拉单元电路43和电源端VDD同样也能够实现对控制单元42的输入电压中高电压信号电压值的调整，此处不再赘述。另外，第一下拉单元电路43和电源端VDD还完成了对比较单元41输出的电信号进行电压反相的作用。这样，在控制单元42对输入信号电压的定义(例如高电压信号表示正常，低电压信号表示异常)与比较单元41对输出电压的定义(例如高电压信号表示异常，低电压信号表示正常)不同的情况下，通过将比较单元的输出电压反相，能够克服控制单元和比较单元电压定义不同的问题，提升检测子电路对功率晶体管故障检测的可靠性。当然，功率电路300为了实现电压反相的功能也可以采用反相器等具有反相作用的功能器件，此处不做限定。

如图8所示，在一些实现方式中，第一下拉单元电路43包括第二晶体管T2。第二晶体管T2的控制极与比较器413的输出端耦接，第二晶体管T2的第一极与接地端GND耦接，第二晶体管T2的第二极与控制单元42的输入端耦接。

示例性地，第二晶体管T2可以为N型晶体管。N型晶体管的控制极在接收到低电压信号时处于截止状态，使得N型晶体管的第一极(接地端GND)与N型晶体管的第二极(控制单元42的输入端)相互隔断，从而控制单元42的输入端接收到电源端提供的电源信号，使得控制单元42的输入端处于高电压。N型晶体管的控制极在接收到高电压信号时处于导通状态，使得N型晶体管的第一极(接地端GND)与N型晶体管的第二极(控制单元42的输入端)导通，从而接地端GND下拉控制单元42的输入端的电压，使得控制单元42的输入端接收到接地端GND提供的作为低电压信号的接地信号。

如图8所示，在一些实现方式中，控制单元42可以包括控制器421和第二下拉单元电路422。

在一些示例中，在检测子电路40不包括第一下拉单元电路43的情况下，控制器421的输入端可以与比较单元41耦接。控制器421在接收到第一比较结果(例如低电压信号)的情况下，输出第一中间信号(例如低电压信号)；控制器421在接收到第二比较结果(例如高电压信号)的情况下，输出第二中间信号(例如高电压信号)。

在另一些示例中，在检测子电路40包括第一下拉单元电路43的情况下，控制器421的输入端可以与第一下拉单元电路43的输出端耦接，第一下拉单元电路43的控制端与比较单元41耦接。第一下拉单元电路43在接收到第一比较结果(例如低电压信号)的情况下输出作为高电压信号的电源信号，控制器421在接收到作为高电压信号的电源信号的情况下，输出第一中间信号(例如低电压信号)；第一下拉单元电路43在接收到第二比较结果(例如高电压信号)的情况下输出作为低电压信号的接地信号，控制器421在接收到作为低电压信号的接地信号的情况下，输出第二中间信号(例如高电压信号)。

第二下拉单元电路422分别与控制器421、控制芯片31和接地端GND耦接。示例性地，第二下拉单元电路422分别与控制器421的输出端、控制芯片31的使能接口EN和接地端GND耦接。

第二下拉单元电路422基于第一中间信号(例如低电压信号)隔断接地端GND和控制芯片31的使能接口EN，使得控制芯片31的使能接口EN接收第一控制信号(使能电压Ven的高电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

第二下拉单元电路422基于第二中间信号(例如高电压信号)连通接地端GND和控制芯片31的使能接口EN，使得控制芯片31的使能接口EN接收第二控制信号(接地端GND的低电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

第二下拉单元电路422也能够起到对控制器421输出的电信号进行电压反相的作用，可以克服控制芯片和控制器对电压定义不同的问题，提升检测子电路对功率晶体管故障检测的可靠性。

如图8所示，在一些实现方式中，第二下拉单元电路422可以包括第三晶体管T3。第三晶体管T3的控制极与控制器421的输出端耦接，第三晶体管T3的第一极与接地端GND耦接，第三晶体管T3的第二极与控制芯片31的使能接口EN耦接。

示例性地，第三晶体管T3可以为N型晶体管。N型晶体管的控制极在接收到低电压信号时处于截止状态，使得N型晶体管的第一极(接地端GND)与N型晶体管的第二极(控制芯片31的使能接口EN)相互隔断，从而控制单元42的输入端接收到作为高电压信号的使能电压Venb，使得控制芯片31的使能接口EN处于高电压。N型晶体管的控制极在接收到高电压信号时处于导通状态，使得N型晶体管的第一极(接地端GND)与N型晶体管的第二极(控制芯片31的使能接口EN)导通，从而接地端GND下拉控制芯片31的使能接口EN的电压，使得控制芯片31的使能接口EN接收到接地端GND提供的作为低电压信号的接地信号。

以计算设备1000为服务器为例，功率电路300中的控制器421可以包括基板管理控制器(baseboard management controller，BMC)、复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gatearray，FPGA)和微控制单元(microcontroller unit，MCU)中的一者。

需要说明的是，不同公司的计算设备1000对BMC有不同的称呼，例如一些公司称为BMC，一些公司称为iLO，另一公司称为iDRAC。不论是叫BMC，还是叫iLO或iDRAC，都可以理解为是本发明实施例中的BMC。

在一些场景中，如图9所示，功率电路300布局在主板上。功率电路300中驱动子电路30的输入端与PSU的输出端耦接，功率电路300中驱动子电路30的输出端与主板上的受电器件(例如CPU)200耦接。功率电路300中的控制器421可以包括主板上的BMC。

在另一些场景中，如图10所示，功率电路300布局在直流PSU内部的电路板上。功率电路300中驱动子电路30的输入端与整流电路的输出端耦接，功率电路300中驱动子电路30的输出端与受电器件200耦接。功率电路300中的控制器421可以包括直流PSU中的MCU。

在又一些场景中，功率电路300内部不同的结构分别分布在多个电路板上。例如，如图11所示，功率电路300中的驱动子电路30布局在主板之外的板卡(例如具有无线信号收发功能的无线网卡)上，功率电路300中的控制器421包括主板上的BMC。其中，功率电路300中的比较单元41、第一下拉单元电路43等可以设置于主板上，也可以设置于板卡上，此处不作限定。

当然，在功率电路300分布在多个电路板上的其他场景中，功率电路300中的驱动子电路30和控制器421均布局在主板之外的板卡上，控制器421可以包括板卡上的CPLD。

为了便于理解，本申请的实施例以功率电路300布局在主板上，控制器421包括BMC为例进行说明。控制器421包括CPLD、FPGA或MCU的情况也可以参考控制器421包括BMC的方案。

BMC可以与服务器中的多个硬件模组进行耦接，并且监控各个硬件模组的工作数据。可以理解地，BMC除了能够获取比较单元41提供的比较结果之外，还能够获取服务器其他硬件提供的工作信号。示例性地，BMC可以与CPU和硬盘耦接，BMC可以监控CPU的运行温度、硬盘主轴的马达转速等等。

BMC基于比较单元41提供的比较结果、以及多个硬件模组提供的多个工作信号，综合分析后输出第一控制信号或第二控制信号。

示例性地，BMC分别与比较器413和CPU耦接。在比较器413输出第一比较结果(例如低电压信号)，并且BMC在检测到CPU的运行温度小于安全温度门限值的情况下，BMC向控制芯片31输出第一控制信号(例如高电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。在比较器413输出第二比较结果(例如高电压信号)和/或BMC在检测到CPU的运行温度大于或等于安全温度门限值的情况下，BMC向控制芯片31输出第二控制信号(例如低电压信号)，控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以使电源供应器100停止输出，保护CPU。

可以理解地，BMC可以通过关闭功率器件32来保护功率器件32，在服务器中其他硬件模组发生故障的情况下，BMC也可以通过关闭功率器件32使功率电路300停止输出的方式来保护服务器的其他硬件模组，防止硬件模组烧毁，从而提升服务器的安全性。

图12为本申请的一些实施例提供的功率电路的结构示意图。功率电路300可以全部布局在单块电路板上，并接收输入电压Vin，负载最大电流为50A，功率器件32采用两个第一晶体管T1并联设计，其中，每个第一晶体管T1的Rdson＝1.2mΩ，输出稳定时间为5ms。

设定：功率器件32正常工作下的最大压降ΔV(max)＝0.6×10-3×50＝30mV；判定功率器件32发生故障的故障压降ΔV(fault)＝100mV。

第一电阻R1的电阻值为2KΩ，第二电阻R2的电阻值为10KΩ，第三电阻R3的电阻值为1.93KΩ，第四电阻R4的电阻值为10KΩ。

在功率器件32正常工作的情况下，比较器的第一输入端IN+接收到的第一分压电压＝10V，比较器的第二输入端IN-接收到的第二分压电压＝(12-0.03)×10/11.93＝10.03V。这样比较器的第一输入端IN+的电压小于第二输入端IN-电压，比较器输出第一比较结果(例如低电压信号)。第一下拉单元电路43基于第一比较结果(例如低电压信号)隔断接地端GND和控制单元42的输入端，使得控制单元42的输入端接收到作为高电压信号的电源信号。控制器421在接收到高电压信号的情况下，输出第一中间信号(例如低电压信号)。第二下拉单元电路422基于第一中间信号(例如低电压信号)隔断接地端GND和控制芯片31的使能接口EN，使得控制芯片31的使能接口EN接收第一控制信号(使能电压Ven的高电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven的情况下，控制芯片31开启功率器件32使得驱动子电路30保持输出。

在功率器件32发生故障的情况下，比较器的第一输入端IN+接收到的第一分压电压＝10V，比较器的第二输入端IN-接收到的第二分压电压＝(12-0.1)×10/11.93＝9.975V。这样比较器的第一输入端IN+的电压大于第二输入端IN-电压，比较器输出第二比较结果(例如高电压信号)。第一下拉单元电路43基于第二比较结果(例如高电压信号)连通接地端GND和控制单元42的输入端，接地端GND下拉控制单元42的输入端的电压，使得控制单元42的输入端接收到接地端GND提供的作为低电压信号的接地信号。控制器421在接收到低电压信号的情况下，输出第二中间信号(例如高电压信号)。第二下拉单元电路422基于第二中间信号(例如高电压信号)连通接地端GND和控制芯片31的使能接口EN，使得控制芯片31的使能接口EN接收第二控制信号(接地端GND的低电压信号)。控制芯片31在使能端口EN接收到低电压信号的情况下，控制芯片31关闭功率器件32以保护功率器件32。

本申请的实施例中，检测子电路40通过直接检测功率器件32的压降与功率器件32正常工作下最大正常压降之间的关系，来检测功率器件32是否发生故障。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件32是否发生故障而言，能够提升对功率器件32检测的准确性，同时降低成本。并且，在检测子电路40检测到功率器件32发生故障的情况下，功率电路300能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

另外，在相互并联的两个第一晶体管T1中任意一个出现故障的情况下，同样可以通过直接检测功率器件32的压降与功率器件32正常工作下最大正常压降之间的关系，使得任一个第一晶体管T1发生故障均能检测出来，从而能够提升对功率器件32检测的准确性，进而提升功率电路300和计算设备1000的安全性。

图13为本申请的一些实施例提供的功率电路的控制方法。本申请的实施例提供了一种功率电路的故障检测方法。该方法可应用于如上任一实施例提供的功率电路。为了便于理解，后续以功率电路全部布局在主板上为例进行说明。

如图13所示，该方法可以包括S10至S30。

S10：检测子电路至少获取功率器件的输出电压。

驱动子电路的输入电压Vin可以为PSU提供的直流电信号。

在驱动子电路30获取到输入电压Vin之后，控制芯片控制功率器件开启，使得功率器件保持输出驱动负载工作的直流电信号。

如图6所示，控制芯片的检测接口Sense与功率器件的输入端耦接，因此控制芯片可以检测功率器件的输入电压Vs。在输入电压Vs异常的情况下，控制芯片可以关闭功率器件以保护功率器件。可以理解地，在控制芯片未关闭功率器件32的情况下，功率器件的输入电压会处于安全的电压区间内。

因此，如图6所示，在一些可能的实现方式中，检测子电路可以只与功率器件的输出端耦接。检测子电路可以只通过功率器件的输出端获取到功率器件的输出电压Vout。

在另一些可能的实现方式中，如图7所示，检测子电路包括比较单元和控制单元。如图14所示，S10可以包括：比较单元获取功率器件的输入电压和功率器件的输出电压。

比较单元的第一输入端与功率器件的输入端耦接以获取功率器件的输入电压Vs，比较单元的第二输入端与功率器件的输出端耦接，以获取功率器件的输出电压Vout。

S20：检测子电路向控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。

在一些示例中，如图6所示，检测子电路只获取到功率器件的输出电压Vout，而未获取到功率器件的输入电压Vs。

检测子电路在功率器件的输出电压Vout小于安全电压门限值的情况下，认为功率器件正常工作，从而检测子电路向控制芯片输出第一控制信号(例如高电压信号)；检测子电路在功率器件的输出电压Vout大于或等于安全电压门限值的情况下，认为功率器件发生故障，从而检测子电路向控制芯片输出第二控制信号(例如低电压信号)。

在另一些示例中，如图7所示，检测子电路既获取到功率器件的输出电压Vout，又获取到功率器件的输入电压Vs。如图14所示，S20可以包括S21和S22。

S21：比较单元比较功率器件的输入电压和功率器件的输出电压，输出比较结果。

本示例中，比较单元基于功率器件的输入电压Vs和功率器件的输出电压Vout，来判断功率器件是否存在故障。比较单元在功率器件的输入电压Vs和功率器件的输出电压Vout之间的压差小于安全压差门限值的情况下，比较单元输出第一比较结果(例如低电压信号)；比较单元在功率器件的输入电压Vs和功率器件的输出电压Vout之间的压差大于或等于安全压差门限值的情况下，比较单元输出第二比较结果(例如高电压信号)。

S22：控制单元向控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。

控制单元在接收到比较单元提供的第一比较结果(例如低电压信号)，向控制芯片输出第一控制信号(例如高电压信号)。控制单元接收到比较单元提供的第二比较结果(例如高电压信号)，向控制芯片输出第二控制信号(例如低电压信号)。

S30：控制芯片基于第一控制信号开启功率器件，或者，控制芯片基于第二控制信号关闭功率器件。

如图6和图7，控制芯片在接收到第一控制信号的情况下，控制芯片在使能端口EN接收到作为高电压信号的使能电压Ven，控制芯片开启功率器件使得驱动子电路保持输出。

控制芯片在接收到第二控制信号的情况下，控制芯片在使能端口EN接收到作为低电压信号的接地信号，控制芯片关闭功率器件以保护功率器件。

本实现方式中，无论是检测子电路只与功率器件的输出端耦接，通过功率器件的输出电压来检测功率器件是否发生故障的方案；还是检测子电路通过直接检测功率器件的输入电压Vs和功率器件的输出电压Vout之间的压差来检测功率器件是否发生故障的方案。相较于其他方案通过外部温度间接检测功率器件是否发生故障而言，能够提升对功率器件检测的准确性，同时降低温度传感器的成本。并且，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

另外，在功率器件包括多个相互并联的多个功率晶体管的情况下，任一个第一晶体管T1发生故障均能检测出来，相较于通过外部温度检测的方案而言，也能够提升对功率晶体管故障检测的准确性，进而提升功率电路和计算设备的安全性。

综上所述，本申请实施例提供的功率电路的控制方法，能够提升对功率器件检测的准确性，在检测子电路检测到功率器件发生故障的情况下，功率电路能够关闭功率器件，以避免功率器件温度进一步升高烧毁电路板的情况，提升功率电路和计算设备的安全性。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机指令，当计算机指令在上述计算设备(如服务器)上运行时，使得该计算设备执行上述方法实施例中功率电路执行的各个功能或者步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例中功率电路执行的各个功能或者步骤。该计算机可以是计算设备，如功率电路。

通过以上实施方式的描述，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，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，模块或单元的划分，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装置，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。

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一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。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。

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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例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(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种功率电路，其特征在于，包括：

驱动子电路，包括控制芯片和功率器件；所述功率器件包括输入端、输出端和控制端，其中，所述控制芯片与所述功率器件的控制端耦接，所述功率器件的输入端用于与电源耦接，所述功率器件的输出端用于与受电器件耦接；

检测子电路，至少与所述功率器件的输出端及所述控制芯片耦接，用于至少获取所述功率器件的输出电压，并向所述控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号；

所述控制芯片用于基于所述第一控制信号开启所述功率器件，或者，所述控制芯片用于基于所述第二控制信号关闭所述功率器件。

2.根据权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述检测子电路，包括：

比较单元，所述比较单元包括比较器，所述比较器的第一输入端与所述功率器件的输入端耦接，所述比较器的第二输入端与所述功率器件的输出端耦接；所述比较器用于获取所述功率器件的输入电压和所述功率器件的输出电压，输出所述输入电压与所述输出电压的比较结果；

控制单元，分别与所述比较器的输出端和所述控制芯片耦接；所述控制单元用于获取所述比较结果，并向所述控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的功率电路，其特征在于，所述比较单元还包括：

第一分压单元电路，分别与所述功率器件的输入端和接地端耦接；所述第一分压单元电路用于生成所述功率器件的输入电压的第一分压电压；所述比较器的第一输入端与所述第一分压单元电路耦接，以获取所述第一分压电压；

第二分压单元电路，分别与所述功率器件的输出端和接地端耦接；所述第二分压单元电路用于生成所述功率器件的输出电压的第二分压电压；所述比较器的第二输入端与所述第二分压单元电路耦接，以获取所述第二分压电压；

所述比较器用于输出所述第一分压电压与所述第二分压电压的比较结果。

4.根据权利要求3所述的功率电路，其特征在于，所述第一分压单元电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻和所述第二电阻共同串联于所述功率器件的输入端和接地端之间，其中，所述第二电阻串联于所述第一电阻和所述接地端之间；

所述比较器的第一输入端耦接于所述第一电阻和所述第二电阻之间。

5.根据权利要求4所述的功率电路，其特征在于，所述第二分压单元电路包括第三电阻和第四电阻；所述第三电阻和所述第四电阻共同串联于所述功率器件的输出端和接地端之间，其中，所述第四电阻串联于所述第三电阻和所述接地端之间；所述比较器的第二输入端耦接于所述第三电阻和所述第四电阻之间；

其中，所述第二电阻的电阻值和所述第四电阻的电阻值相等，所述第一电阻的电阻值大于所述第三电阻的电阻值。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的功率电路，其特征在于，所述检测子电路还包括：

电源端，与所述控制单元耦接；所述电源端用于向所述控制单元输出电源信号；

第一下拉单元电路，分别与所述比较单元、所述控制单元和接地端耦接；所述第一下拉单元电路用于基于所述比较结果隔断接地端和所述控制单元，或者，所述第一下拉单元电路用于基于所述比较结果连通接地端和所述控制单元，以下拉所述控制单元的电压。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的功率电路，其特征在于，所述控制单元还包括：

控制器，与所述比较单元耦接；所述控制器用于输出与所述比较结果对应的第一中间信号或第二中间信号；

第二下拉单元电路，分别与所述控制器、所述控制芯片和接地端耦接；所述第二下拉单元电路用于获取所述第一中间信号隔断接地端与所述控制芯片，以使所述控制芯片接收到第一控制信号；或者，所述第二下拉单元电路用于获取所述第二中间信号连通接地端与所述控制芯片，以下拉所述控制芯片的电压，以向所述控制芯片输出第二控制信号。

8.根据权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述检测子电路包括：

数据处理单元，与所述功率器件的输出端耦接，用于获取所述功率器件的输出电压，并在所述输出电压的电压值小于安全电压门限值时输出第一处理信号，或者在所述输出电压的电压值大于或等于所述安全电压门限值时输出第二处理信号；

控制单元，分别与所述数据处理单元和所述控制芯片耦接；所述控制单元用于在获取到所述第一处理信号时向所述控制芯片输出第一控制信号，或者所述控制单元用于在获取到所述第二处理信号时向所述控制芯片输出第二控制信号。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的功率电路，其特征在于，所述功率器件包括多个第一晶体管，所述多个第一晶体管的控制极与所述控制芯片耦接，且所述多个第一晶体管相互并联设置，其中，所述多个第一晶体管的第一极相互连接形成所述功率器件的输入端，所述多个第一晶体管的第二极相互连接形成所述功率器件的输出端。

10.一种功率电路的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的功率电路；所述方法，包括：

所述检测子电路至少获取所述功率器件的输出电压；

所述检测子电路向所述控制芯片输出第一控制信号或第二控制信号；

所述控制芯片基于所述第一控制信号开启所述功率器件，或者，所述控制芯片基于所述第二控制信号关闭所述功率器件。

11.一种电路板，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的功率电路。

12.一种计算设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的功率电路；或者，包括如权利要求11所述的电路板。