CN117239687A - 保护电路、供电系统以及相关设备 - Google Patents

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CN117239687A CN202210759877.3A CN202210759877A CN117239687A CN 117239687 A CN117239687 A CN 117239687A CN 202210759877 A CN202210759877 A CN 202210759877A CN 117239687 A CN117239687 A CN 117239687A
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马蕴骞
董歧
张宏斌
陈华
庄艳
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本申请实施例公开了保护电路、供电系统以及相关设备，用于提升网络可靠性。本申请实施例提供的保护电路应用在点对多点直流供电系统中。保护电路包括电子开关，电子开关的输入端连接点对多点直流供电系统的总线，输出端连接点对多点直流供电系统的受电设备。如果受电设备发生短路故障，电子开关会断开总线与受电设备的链路。

Description

保护电路、供电系统以及相关设备
本申请要求于2022年06月08日提交中国国家知识产权局、申请号为202210644562.4、发明名称为“以太网线的点对多点供电方法、装置和系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及网络通信领域，尤其涉及保护电路、供电系统以及相关设备。
背景技术
点对多点(point to multi-point，P2MP)总线式供电及通讯架构，具有容易部署、拓扑简单、运维方便等优势，得到了广泛的应用和发展，也称成为了相关领域的发展趋势。
在常见的电源设备中，短路保护通常采用最大电流检测结合“打嗝(hiccup)”控制模式实现，在检测供电线上的电流超过额定值的时候，认定发生了短路故障，触发短路保护，并关断电源输出。过一段时间之后，启动电源，如果检测到故障解除则会恢复供电，否则再次进入等待循环。
将这种方式应用在P2MP的直流供电场景中，在短路故障未修复的情况下，再次给故障节点的受电设备上电后，整个线路上的其他受电设备会被迫多次上下电，无法正常工作，导致网络的可靠性差。
发明内容
本申请提供了保护电路、供电系统以及相关设备。保护电路应用在点对多点直流供电系统中。保护电路中的电子开关连接点对多点直流供电系统的总线和点对多点直流供电系统中的受电设备，并在受电设备故障的时候断开该受电设备与总线之间的链路，从而将该短路故障的受电设备与其他受电设备进行隔离，避免由于该受电设备故障导致其他设备之间无法正常通信与受电，提升了网络的可靠性。
本申请第一方面提供了一种保护电路，该保护电路应用在点对多点直流供电系统中。保护电路包括电子开关，电子开关的输入端连接点对多点直流供电系统的总线，电子开关的输出端连接点对多点直流供电系统的受电设备。在受电设备发生短路故障的情况下，电子开关会断开总线与受电设备的链路。其中，这里的受电设备是一个从节点所对应的受电设备。也就是说，一个电子开关对应于一个从节点中的受电设备，从而将该电子开关对应的从节点与供电系统中的其他从节点相隔离。在该受电设备发生短路故障的情况下，电子开关能够断开总线与该受电设备之间的链路，从而实现对该受电设备的故障隔离。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：保护电路中的电子开关连接点对多点直流供电系统的总线和点对多点直流供电系统中的受电设备，并在受电设备故障的时候断开该受电设备与总线之间的链路，从而将该短路故障的受电设备与其他受电设备进行隔离，避免由于该受电设备故障导致其他设备之间无法正常通信与受电，提升了网络的可靠性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，电子开关包括目标模块和第一控制模块，目标模块和第一控制模块连接。目标模块能够完成从输入电压到输出电压的基本能量转换，也即为受电设备上电提供了链路。第一控制模块，用于若受电设备发生短路故障，则控制目标模块断开总线与受电设备的链路。
本申请中，电子开关之所以能够实现故障隔离是因为电子开关内部包括了第一控制模块，能够检测故障并控制目标模块断开总线与受电设备之间的链路，为本申请技术方案的实现提供了支持，提升了本申请技术方案的可实现性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，电子开关中的目标模块包括三极管(bipolar junction transistor，BJT)、场效应管(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)、或继电器中的至少一项。
本申请中，目标模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，电子开关中的第一控制模块包括二极管、三极管、场效应管、或比较器中的至少一项。
本申请中，第一控制模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，保护电路还包括第二控制模块，第二控制模块与电子开关连接。在受电设备故障恢复的情况下，第二控制模块会控制电子开关导通总线与受电设备的链路，为受电设备恢复供电。另外，第二控制模块还可以在受电设备的初始上电过程中，控制电子开关导通总线与受电设备的链路。
本申请中，保护电路除了能够在受电设备发生短路故障时实现故障隔离之外，还可以在受电设备正常的状态下，为受电设备的上电提供链路支持，进一步丰富了本申请技术方案的应用场景。
在第一方面的一种可能的实现方式中，保护电路中的第二控制模块包括处理器、控制器或硬件芯片中的至少一项。
本申请中，第二控制模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，保护电路还包括辅助电源，辅助电源连接电子开关的输入端和第二控制模块。辅助电源，在电子开关断开总线与受电设备的链路的情况下，为第二控制模块供电，使得第二控制模块依旧能够正常工作。
本申请中，在电子开关断开总线和受电设备的时候，辅助电源能够为第二控制模块提供通路，使得第二控制模块在受电设备故障的情况下，也能处于正常工作状态，也就是说，第二控制模块的正常工作不受设备故障的影响。
在第一方面的一种可能的实现方式中，电路开关中的辅助电源包括电阻、二极管或三极管中的至少一项，在这种情况下，辅助电源从总线上取电，以保证第二控制模块正常工作。可选的，辅助电源也可以是单独的电源，不从总线上取电，具体此处不做限定。
本申请中，辅助电源的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第二控制模块还具有故障上报的功能，在电路故障的情况下，将故障信息上报个点对多点供电系统中的主节点，使得主节点进行后续的运维，包括故障检修、故障恢复后的供电等。
在第一方面的一种可能的实现方式中，保护电路可以耦合在受电设备内部；也可以作为独立的电路，与受电设备解耦，具体此处不做限定。在保护电路包括多个模块的情况下，多个模块中的部分模块也可以与受电设备耦合，或者与受电设备解耦，具体此处不做限定。
本申请中，保护电路的位置有多种可能，能够适应不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性和实用性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，目标模块包括第一场效应管，第一场效应管的第一端连接电子开关的输入端，第一场效应管的第二端连接电子开关的输出端。第一控制模块包括第一二极管，第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第一三极管。第一二极管连接第一场效应管的第二端和第二电阻；第二二极管的第一端连接第二控制模块，第二二极管的第二端连接第二电阻，第二电阻连接第一三极管的第一端；第一电阻与稳压二极管并联，第一电阻连接第一场效应管的第一端和第三电阻，第三电阻连接第一三极管的第二端，第一三极管的第三端接地。
在第一方面的一种可能的实现方式中，目标模块还包括第二场效应管，第一场效应管的第一端通过第二场效应管连接电子开关的输入端，第一电阻连接第二场效应管。
本申请中，目标模块可以包括一个或多个场效应管，能够适应不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一控制模块还包括第四电阻，第四电阻连接第一二极管和第二电阻，且第四电阻接地。
本申请中，第四电阻连接了第二电阻并接地，由于第二电阻连接第一三极管的第一端，也即第一三极管的基极，因此第四电阻能在供电系统不上电的时候，将第一三极管的基极接地，使得第一三极管更加稳定，从而提升了保护电路的稳定性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，目标模块包括第二三极管，第二三极管的第一端连接电子开关的输入端，第二三极管的第二端连接电子开关的输出端。第一控制模块包括第一二极管，第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一三极管。第一二极管连接第二三极管的第二端和第二电阻；第二二极管的第一端连接第二控制模块，第二二极管的第二端连接第二电阻，第二电阻连接第一三极管的第一端；第一电阻连接第二三极管的第一端和第二三极管的第三端，第三电阻连接第二三极管的第三端和第一三极管的第二端，第一三极管的第三端接地。
本申请中，在目标模块包括三级管的情况下，可以减少第一控制模块中的器件数量，从而简化保护电路的电路结构，也能降低成本。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一控制模块还包括第四电阻，第四电阻连接第一二极管和第二电阻，且第四电阻接地。
本申请中，第四电阻连接了第二电阻并接地，由于第二电阻连接第一三极管的第一端，也即第一三极管的基极，因此第四电阻能在供电系统不上电的时候，将第一三极管的基极接地，使得第一三极管更加稳定，从而提升了保护电路的稳定性。
本申请第二方面提供了一种供电系统，该供电系统为点对多点直流供电系统，包括了主节点和多个从节点。这多个从节点中的每个从节点包括前述第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式所示的保护电路。
本申请第三方面提供了一种芯片，包括处理器和存储器，存储器存储计算机指令，处理器运行该指令实现前述第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式所示的保护电路的功能。
本申请第四方面提供了一种芯片系统，包括前述第三方面所示的芯片。
本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中保存有程序，当计算机执行该程序时，实现第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式所示的保护电路的功能。
本申请第六方面提供了一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机程序产品在计算机上执行时，该计算机实现第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式所示的保护电路的功能。
本申请第二方面至第六方面所示的有益效果与第一方面以及第一方面任一种可能的实现方式类似，此处不再赘述。
附图说明
图1为点对多点供电系统的一个示意图；
图2为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图；
图3为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；
图4为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；
图5为本申请实施例提供的保护电路的工作原理示意图；
图6为本申请实施例提供的辅助电源的一个结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图；
图8为本申请实施例提供的电子开关的另一个结构示意图；
图9为本申请实施例提供的电子开关的另一个结构示意图；
图10为本申请实施例提供的辅助电源的另一个结构示意图；
图11为本申请实施例提供的电子开关的另一个结构示意图；
图12为本申请实施例提供的电子开关的另一个结构示意图；
图13为本申请实施例提供的供电系统的一个示意图。
具体实施方式
本申请提供了保护电路、供电系统以及相关设备。保护电路应用在点对多点直流供电系统中。保护电路中的电子开关连接点对多点直流供电系统的总线和点对多点直流供电系统中的受电设备，并在受电设备故障的时候断开该受电设备与总线之间的链路，从而将该短路故障的受电设备与其他受电设备进行隔离，避免由于该受电设备故障导致其他设备之间无法正常通信与受电，提升了网络的可靠性。
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，其目的在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。另外，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
首先，请参阅图1，图1为点对多点供电系统的一个示意图。
点对多点供电，指的是通过一种特定的一对多的连接类型的供电，从单一位置为多个位置的受电设备提供供电。在图1所示实施例中，点对多点供电系统中包括主节点和多个从节点，这多个从节点并联在总线上，由主节点包括的供电设备为从节点包括的受电设备供电。其中，图1中的N为大于2的整数。
供电系统中，每个从节点中可以包括一个受电设备，也可以包括多个受电设备，具体此处不做限定。示例性的，在图1所示实施例中，从节点2中包括两个受电设备，分别为受电设备2-1和受电设备2-2，受电设备2-1和受电设备2-2可以是串联的关系。
本申请中，一个电子开关连接的是一个从节点对应的至少一个受电设备，在图1所示实施例中，从节点2对应的受电设备即为受电设备2-1和受电设备2-2。
可以理解的是，本申请中的供电系统为点对多点直流供电系统，因此，图1中的总线分别连接正极和负极。
接下来，对本申请提供的保护电路进行说明。请参阅图2至图4，图2至图4均为本申请实施例提供的保护电路的示意图。
本申请实施例提供的保护电路应用在点对多点直流供电系统中，如图2所示，保护电路包含于从节点。保护电路包括电子开关，电子开关的输入端连接点对多点直流供电系统的总线，电子开关的输出端连接点对多点直流供电系统的受电设备。在受电设备发生短路故障的情况下，电子开关会断开总线与受电设备的链路。其中，这里的受电设备是一个从节点所对应的受电设备。也就是说，一个电子开关对应于一个从节点中的受电设备，从而将该电子开关对应的从节点与供电系统中的其他从节点相隔离。在该受电设备发生短路故障的情况下，电子开关能够断开总线与该受电设备之间的链路，从而实现对该受电设备的故障隔离。
本申请中，保护电路中的电子开关连接点对多点直流供电系统的总线和点对多点直流供电系统中的受电设备，并在受电设备故障的时候断开该受电设备与总线之间的链路，从而将该短路故障的受电设备与其他受电设备进行隔离，避免由于该受电设备故障导致其他设备之间无法正常通信与受电，提升了网络的可靠性。
在一些可选的实施方式中，电子开关包括目标模块和第一控制模块，目标模块和第一控制模块连接。目标模块能够完成从输入电压到输出电压的基本能量转换，也即为受电设备上电提供了链路。第一控制模块，用于若受电设备发生短路故障，则控制目标模块断开总线与受电设备的链路。
本申请中，电子开关之所以能够实现故障隔离是因为电子开关内部包括了第一控制模块，能够检测故障并控制目标模块断开总线与受电设备之间的链路，为本申请技术方案的实现提供了支持，提升了本申请技术方案的可实现性。
在一些可选的实施方式中，电子开关中的目标模块包括三极管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管、或继电器中的至少一项。
本申请中，目标模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在一些可选的实施方式中，电子开关中的第一控制模块包括二极管、三极管、场效应管、或比较器中的至少一项。
本申请中，第一控制模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，保护电路处理包括电子开关之外，还包括第二控制模块，第二控制模块与电子开关连接。在受电设备故障恢复的情况下，第二控制模块会控制电子开关导通总线与受电设备的链路，为受电设备恢复供电。另外，第二控制模块还可以在受电设备的初始上电过程中，控制电子开关导通总线与受电设备的链路。
在一些可选的实施方式中，第二控制模块还具有故障上报的功能，在电路故障的情况下，将故障信息上报个点对多点供电系统中的主节点，使得主节点进行后续的运维，包括故障检修、故障恢复后的供电等。
本申请中，保护电路除了能够在受电设备发生短路故障时实现故障隔离之外，还可以在受电设备正常的状态下，为受电设备的上电提供链路支持，进一步丰富了本申请技术方案的应用场景。
在一些可选的实施方式中，保护电路中的第二控制模块包括处理器、控制器或硬件芯片中的至少一项。
其中，处理器可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是其他类型的处理器，例如，网络处理器(network processor，NP)、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)，具体此处不做限定。
控制器可以是微控制单元(microcontroller unit，MCU)，也可以是其他类型的控制器，例如，可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)，具体此处不做限定。
硬件芯片可以包含在芯片中，硬件芯片可以是专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)或其组合。也可以是其他的芯片，具体此处不做限定。PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)，也可以是其他的逻辑器件，例如，现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(generic arraylogic，GAL)或其任意组合，具体此处不做限定。
本申请中，第二控制模块的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，保护电路还包括辅助电源，辅助电源连接电子开关的输入端和第二控制模块。辅助电源，在电子开关断开总线与受电设备的链路的情况下，为第二控制模块供电，使得第二控制模块依旧能够正常工作。
本申请中，在电子开关断开总线和受电设备的时候，辅助电源能够为第二控制模块提供通路，使得第二控制模块在受电设备故障的情况下，也能处于正常工作状态，也就是说，第二控制模块的正常工作不受设备故障的影响。
在一些可选的实施方式中，电路开关中的辅助电源包括电阻、二极管或三极管中的至少一项。
本申请中，辅助电源的结构有多种可能，可以根据实际应用的需要选择，从而灵活适用不同的场景，提升了本申请技术方案的实用性和灵活性。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，保护电路还包括电源，所述电源连接电子开关的输出端和第二控制模块。电源，在电子开关导通总线与受电设备的链路状态下，为第二控制模块供电。
在一些可选的实施方式中，保护电路可以耦合在受电设备内部；也可以作为独立的电路，与受电设备解耦，具体此处不做限定。在保护电路包括多个模块的情况下，多个模块中的部分模块也可以与受电设备耦合，或者与受电设备解耦，具体此处不做限定。
示例性的，在图2所示实施例中，保护电路与受电设备是解耦的。在图3所示实施例中，保护电路可以复用受电设备中的电源和第二控制模块，也就是说，从功能上划分，电源和第二控制模块既包含于保护电路，也包含于受电设备。在图4所示实施例中，保护电路耦合在受电设备内部，这种情况下保护电路既可以复用受电设备中的电源和/或第二控制模块，也可以为保护电路单独配置电源和/或第二控制模块。
可以理解的是，在图3和图4所示实施例中，电子开关连接受电设备，实际上是连接受电设备中的负载。
可以理解的是，在图2至图4所示实施例中，电子开关的输入端连接的是总线的正极。
本申请中，保护电路与受电设备的位置关系有多种可能，能够适应不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性和实用性。
总的来说，本申请实施例提供的保护电路可以基于图5所示的工作原理，控制总线与受电设备之间的链路导通或者断开。
如图5所示，受电设备接入总线之后，第二控制模块会与供电设备协商，确定是否能为受电设备上电。在可以受电的情况下，第二控制模块会控制受电设备上电。电子开关能够检测受电设备是否短路，在受电设备短路的情况下，电子开关会断开总线与受电设备的链路。如果受电设备没有短路，第二控制模块会维持受电设备保持上电状态。断开总线与受电设备的链路之后，在短路故障恢复的情况下，第二控制模块会控制电子开关导通总线与受电设备之间的链路，使得受电设备上电。如果受电设备故障没有修复，电子开关会维持断开状态，断开总线和受电设备之间的链路。
示例性的，下面结合具体的电路结构，对本申请实施例提供的保护电路进行进一步的说明。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的辅助电源的一个示意图。
示例性的，图6以第二控制模块是MCU为例，进行的说明。其中，MCU的5号引脚连接地线(ground，GND)，10号引脚连接辅助电源。
如图6所示，辅助电源可由大功率电阻R配合稳压二极管D实现，其中，稳压二极管又称为齐纳二极管。在受电设备电源不工作时，总线电源经过电阻R限流后为MCU进行供电，此时齐纳二极管D工作在反向击穿区，使得MCU得到一个稳定的工作电压。
可以理解的是，在图6所示实施例中，辅助电源是从总线上取电，以保证第二控制模块正常工作。在一些可选的实施方式中，辅助电源也可以是单独的电源，不从总线上取电，具体此处不做限定。
配合图6所示的辅助电源，本申请实施例提供的保护电路中的电子开关可以如图7至图9中任一个实施例所示。
请参阅图7，图7为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图。
如图7所示，目标模块包括第一场效应管T1，第一场效应管T1的第一端连接电子开关的输入端(VDC IN)，第一场效应管T1的第二端连接电子开关的输出端(VDC OUT)。其中，图7是以第一场效应管T1为P沟道场效应管(PMOS)为例。
第一控制模块包括第一二极管D1，第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、稳压二极管D3和第一三极管B1。
第一二极管D1连接第一场效应管T1的第二端和第二电阻R2。第二二极管D2的第一端连接第二控制模块，第二二极管D2的第二端连接第二电阻R2，第二电阻R2连接第一三极管B1的第一端(即基极)。
第一电阻R1与稳压二极管D3并联，第一电阻R1连接第一场效应管T1的第一端和第三电阻R3，第三电阻R3连接第一三极管B1的第二端(即集电极)，第一三极管B1的第三端(发射极)接地。
在一些可选的实施例中，电子开关中的目标模块还包括第二场效应管。示例性的，请参阅图8，图8为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图。
图8所示实施例中，除了包括图7所示实施例的各个器件之外，目标模块还包括第二场效应管T2，第一场效应管T1的第一端通过第二场效应管T2连接电子开关的输入端，第一电阻R1连接第二场效应管T2。其中，图8是以第二场效应管T2为PMOS为例。
本申请中，目标模块可以包括一个或多个场效应管，能够适应不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性。
在一些可选的实施例中，电子开关中的第一控制模块还包括第四电阻。示例性的，请参阅图9，图9为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图。
图9所示实施例中，电子开关除了包括图8所示实施例的各个器件之外，电子开关中的第一控制模块还包括第四电阻R4。第四电阻R4连接第一二极管D1和第二电阻R2，且第四电阻R4接地。
本申请中，第四电阻R4连接了第二电阻R2并接地，由于第二电阻R2连接第一三极管B1的第一端，也即第一三极管B1的基极，因此第四电阻R4能在供电系统不上电的时候，将第一三极管B1的基极接地，使得第一三极管B1更加稳定，从而提升了保护电路的稳定性。
在一些可选的实施例中，图7所示的电子开关中，第一控制模块也可以包括第四电阻，第四电阻与其他器件的连接方式与图9类似，此处不再赘述。
下面，以图9所示的电子开关为例，并假设图9所示实施例中的第二控制模块为MCU，对本申请实施例中保护电路的工作原理进行简单说明。其中，在图9所示实施例中，第一场效应管T1和第二场效应管T2源极连接。
在上电阶段，由于第一场效应管T1和第二场效应管T2中均存在体二极管，第一场效应管T1与第二场效应管T2的源极为电源电压。由于第一三极管B1关断，第一电阻R1无压降，第一场效应管T1和第二场效应管T2均关断。此时MCU使用辅助电源供电进行工作。
MCU输出启机脉冲后，第一三极管B1导通，第一电阻R1上会产生压降，使得第一场效应管T1和第二场效应管T2导通。同时，通过第一二极管D1能够持续给第一三极管B1的基极提供电流，使得第一三极管B1持续导通，在第一场效应管T1和第二场效应管T2的栅源形成电压差，使得第一场效应管T1和第二场效应管T2持续导通，形成正反馈，实现第一场效应管T1和第二场效应管T2这两个PMOS导通状态的锁定。
负载发生短路后，VDC OUT被拉低至0V，无法通过第二极管D1给第一三极管B1提供电流，使得第一场效应管T1和第二场效应管T2关断，故障被隔离。
短路恢复后，电子开关仍处于被锁定的状态，不会恢复供电。可以由主节点告知MCU发送启机脉冲，或人工手动产生启机脉冲信号，使得受电设备重新上电。
在一些可选的实施例中，图7至图9中任一个实施例所示的电子开关，还可以配合图10所示的辅助电源使用，具体此处不做限定。
请参阅图10，图10为本申请实施例提供的辅助电源的一个示意图。
示例性的，图10以第二控制模块是MCU为例，进行的说明。其中，MCU的5号引脚连接地线，10号引脚连接辅助电源。
如图10所示，辅助电源可由大功率三极管B配合电阻R与稳压二极管D实现，其中，稳压二极管又称为齐纳二极管。在受电设备电源不工作时，总线电源流经三极管B的集电极与发射极向MCU进行供电。此时齐纳二极管D工作在反向击穿区，向三极管B的基极提供参考电压，从而使MCU获得稳定的直流供电。
配合图10所示的辅助电源，本申请实施例提供的保护电路中的电子开关可以如图11或图12所示。
请参阅图11，图11为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图。
如图11所示，电子开关中的目标模块包括第二三极管B2，第二三极管B2的第一端连接电子开关的输入端，第二三极管B2的第二端连接电子开关的输出端。
第一控制模块包括第一二极管D1，第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一三极管B1。
第一二极管D1连接第二三极管B2的第二端和第二电阻R2。第二二极管D2的第一端连接第二控制模块，第二二极管D2的第二端连接第二电阻R2，第二电阻R2连接第一三极管B1的第一端。
第一电阻R1连接第二三极管B2的第一端和第二三极管B2的第三端，第三电阻R3连接第二三极管B2的第三端和第一三极管B1的第二端，第一三极管B1的第三端接地。
本申请中，在目标模块包括三级管的情况下，也即图11所示的电子开关中，相较于图7至图9所示的电子开关，减少了目标控制模块中的器件数量，从而简化保护电路的电路结构，也能降低成本。
在一些可选的实施例中，电子开关中的第一控制模块还包括第四电阻。示例性的，请参阅图12，图12为本申请实施例提供的电子开关的一个结构示意图。
图12所示实施例中，电子开关除了包括图11所示实施例的各个器件之外，电子开关中第一控制模块还包括第四电阻R4，第四电阻R4连接第一二极管D1和第二电阻R2，且第四电阻R4接地。
本申请中，第四电阻R4连接了第二电阻R2并接地，由于第二电阻R2连接第一三极管B1的第一端，也即第一三极管B1的基极，因此第四电阻R4能在供电系统不上电的时候，将第一三极管B1的基极接地，使得第一三极管B1更加稳定，从而提升了保护电路的稳定性。
在一些可选的实施例中，图11或图12所示电子开关，也可以配合图6所示的辅助电源，具体此处不做限定。
下面，以图12所示的电子开关为例，并假设图12所示实施例中的第二控制模块为MCU，对本申请实施例中保护电路的工作原理进行简单说明。
在上电阶段，由于第一三极管B1关断，第一电阻R1无压降，第二三极管B2的基极与发射极电压相同，第二三极管B2处于关断状态。此时MCU使用辅助电源供电进行工作。
MCU输出启机脉冲后，第一三极管B1导通，第一电阻R1上产生压降，使得第二三极管B2的发射结正偏，电流从第二三极管B2的发射极流向集电极，给受电设备上电。VDC OUT输出通过第一二极管D1持续给第一三极管B1的基极提供电流，从而实现第二三极管B2导通状态的锁定。
负载发生短路后，VDC OUT被拉低至0V，无法通过第一二极管D1给第一三极管B1提供电流，使得第二三极管B2关断，故障被隔离。
短路恢复后，电子开关仍处于被锁定的状态，不会恢复供电。可以由主节点告知MCU发送启机脉冲，或人工手动产生启机脉冲信号，使得受电设备重新上电。
需要注意的是，图6至图12所示的实施例，只是对本申请实施例提供的电子开关或者辅助电源的示例，并不构成对本申请技术方案的限定。基于本申请技术方案的设计思路，还可以有其他的变形结构，具体此处不做限定。
本申请实施例中，还提供了一种供电系统，该供电系统为点对多点直流供电系统，包括主节点和多个从节点，多个从节点中的每个从节点包括上文介绍的任意一种保护电路。
示例性的，以点对多点直流供电系统中包括3个从节点为例，进行简单说明。请参阅图13，图13为本申请实施例提供的供电系统的一个示意图。
如图13所示，在从节点1和从节点2中，保护电路与受电设备解耦；在从节点3中，保护电路3耦合在受电设备3中，在这种情况下，保护电路3实际上连接的是总线和受电设备3中的负载。
如图13所示，在从节点1和从节点3中都只包括一个受电设备，保护电路对这个受电设备进行故障隔离；在从节点2中，保护电路2能够对两个受电设备进行故障隔离。
在实际应用中，同一个点对多点供电系统中的各个从节点中保护电路和受电设备之间的位置关系可以相同，也可以不同；各个从节点中包括的受电设备的数量可以相同，也可以不同，具体此处不做限定。
另外，需要注意的是，本申请的技术方案，不受传输机制、传播介质和使用场景的限制，也不局限在以太网中。
传输机制可以单载波脉冲振幅调制(pulse amplitude modulation，PAM)、也可以是其他的机制，例如离散多音调制(discrete multi-tone，DMT)、正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)等，具体此处不做限定。
总线所使用的传播介质可以是双绞线，也可以是其他的介质，例如平行线、电力线等，具体此处不做限定。
使用场景可以是园区，也可以是其他能够部署点到多点拓扑类型的供电系统的场景，例如工业、车载等，具体此处不做限定。
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，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，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。
所述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或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。
所述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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请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，该计算机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台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述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。

Claims (17)

1.一种保护电路，其特征在于，所述保护电路应用于点对多点直流供电系统，所述保护电路，包括电子开关；
所述电子开关的输入端连接所述点对多点直流供电系统的总线，所述电子开关的输出端连接所述点对多点直流供电系统的受电设备；
若所述受电设备发生短路故障，则断开所述总线与所述受电设备的链路。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电子开关包括目标模块和第一控制模块，所述目标模块和所述第一控制模块连接；
所述第一控制模块，用于若所述受电设备发生短路故障，则控制所述目标模块断开所述总线与所述受电设备的链路。
3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述目标模块包括三极管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管、或继电器中的至少一项。
4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述第一控制模块包括二极管、三极管、场效应管、或比较器中的至少一项。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括第二控制模块，所述第二控制模块与所述电子开关连接；
所述第二控制模块，用于若所述受电设备故障恢复，则控制所述电子开关导通所述总线与所述受电设备的链路。
6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述第二控制模块包括处理器、控制器或硬件芯片中的至少一项。
7.根据权利要求5或6所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括辅助电源，所述辅助电源连接所述电子开关的输入端和所述第二控制模块；
所述辅助电源，用于若所述电子开关断开所述总线与所述受电设备的链路，为所述第二控制模块供电。
8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述辅助电源包括电阻、二极管或三极管中的至少一项。
9.根据权利要求1至8中任一项所述保护电路，其特征在于，所述保护电路耦合在受电设备内部，或者与所述受电设备解耦。
10.根据权利要求4至9中任一项所述保护电路，其特征在于，所述目标模块包括第一场效应管，所述第一场效应管的第一端连接所述电子开关的输入端，所述第一场效应管的第二端连接所述电子开关的输出端；
所述第一控制模块包括第一二极管，第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管和第一三极管；
所述第一二极管连接所述第一场效应管的第二端和所述第二电阻；
所述第二二极管的第一端连接所述第二控制模块，所述第二二极管的第二端连接所述第二电阻，所述第二电阻连接所述第一三极管的第一端；
所述第一电阻与所述稳压二极管并联，所述第一电阻连接所述第一场效应管的第一端和所述第三电阻，所述第三电阻连接所述第一三极管的第二端，所述第一三极管的第三端接地。
11.根据权利要求10所述的保护电路，其特征在于，所述目标模块还包括第二场效应管，所述第一场效应管的第一端通过所述第二场效应管连接所述电子开关的输入端，所述第一电阻连接所述第二场效应管。
12.根据权利要求10或11所述的保护电路，其特征在于，所述第一控制模块还包括第四电阻，所述第四电阻连接所述第一二极管和所述第二电阻，且所述第四电阻接地。
13.根据权利要求4至9中任一项所述保护电路，其特征在于，所述目标模块包括第二三极管，所述第二三极管的第一端连接所述电子开关的输入端，所述第二三极管的第二端连接所述电子开关的输出端；
所述第一控制模块包括第一二极管，第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一三极管；
所述第一二极管连接所述第二三极管的第二端和所述第二电阻；
所述第二二极管的第一端连接所述第二控制模块，所述第二二极管的第二端连接所述第二电阻，所述第二电阻连接所述第一三极管的第一端；
所述第一电阻连接所述第二三极管的第一端和所述第二三极管的第三端，所述第三电阻连接所述第二三极管的第三端和所述第一三极管的第二端，所述第一三极管的第三端接地。
14.根据权利要求13所述的保护电路，其特征在于，所述第一控制模块还包括第四电阻，所述第四电阻连接所述第一二极管和所述第二电阻，且所述第四电阻接地。
15.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统为点对多点直流供电系统，所述供电系统包括主节点和多个从节点，所述多个从节点中的每个从节点包括如权利要求1至14中任一项所述的保护电路。
16.一种芯片，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述存储器用于存储指令，所述处理器通过实施指令实现权利要求1至14中任一项所述的保护电路的功能。
17.一种芯片系统，其特征在于，包括如权利要求16所述的芯片。
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