CN117239688A - 保护电路、供电系统以及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了保护电路、供电系统以及相关设备，用于避免点到多点系统中单个受电设备的过流故障导致的网络瘫痪，提升网络可靠性。本申请实施例提供的保护电路应用于点到多点系统，保护电路包括隔离模块，隔离模块用于串联点对多点供电系统的总线和点对多点供电系统中的受电设备。如果受电设备发生过流故障，则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)供电，是指通过一种特定的一对多的连接类型的供电，能够实现一个供电设备对多个受电设备的供电。由于其具有容易部署、拓扑简单、运维方便等优势，得到了广泛的应用和发展。

在传统的P2MP供电中，供电设备与受电设备之间是并联的关系。如果一个受电设备发生过流故障，会导致整个网络瘫痪，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供电系统中。保护电路中的隔离模块单独串联点对多点供电系统的总线和点对多点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的网络瘫痪，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，该保护电路应用于点对多点供电系统中。该点对多点供电系统包括主节点和多个从节点，多个从节点是并联在总线上。保护电路包括隔离模块，该隔离模块串联点对多点供电系统的总线和点对多点供电系统的受电设备。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，一个隔离模块对应于一个从节点中的受电设备，从而将该隔离模块对应的从节点与供电系统中的其他从节点相隔离。在该受电设备发生过流故障的情况下，隔离模块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。其中，过流故障的情况包括短路、过载以及其他电流超过额定电流的情况，具体此处不做限定。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：保护电路中的隔离模块单独串联点对多点供电系统的总线和点对多点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的网络瘫痪，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，保护电路还包括控制模块，该控制模块与隔离模块相连接。控制模块能够确定隔离模块连接的受电设备是否发生过流故障，并在过流故障的情况下，控制隔离模块断开总线和受电设备的链路。

本申请中，控制模块能够识别出过流故障的情况，使得隔离模块在控制模块的作用下断开总线和受电设备链路，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，隔离模块包括至少一个目标器件，这至少一个目标器件互相串联。至少一个目标器件中的每个目标器件包括电阻和开关，且电阻和开关是并联的关系。其中，电阻能够在开关断开的情况下，为控制模块提供通路，使得控制模块能够正常工作。

本申请中，隔离模块在断开总线和受电设备的时候，依旧能够为控制模块提供通路，使得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，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，控制模块包括控制器和驱动器，驱动器连接了控制器和隔离模块。在满足受电设备的上电条件时，控制器会向驱动器下发第一指令。驱动器能够根据控制器的第一指令，驱动隔离模块导通总线和受电设备的链路。

本申请中，控制模块除了在受电设备发生过流故障的情况下，控制隔离模块断开总线和受电设备之间的链路之外，还可以在满足受电设备的上电条件情况下，控制隔离模块导通总线和受电设备的链路，使得受电设备能够从总线上取电，也即由供电设备为受电设备进行线上供电。也就是说，控制模块有多种用途，在不同的场景下能够发挥不同的作用，使得本申请技术方案能够灵活适应不同的场景需求，提升了本申请技术方案的实用性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，控制模块除了包括控制器和驱动器之外，还会包括目标子模块，目标子模块连接控制器。目标子模块会获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，该电压信号用于确定受电设备是否发生过流故障。

在第一方面的一种可能的实现方式中，控制模块中的控制器，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，控制模块还能具备故障上报的功能，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，保护电路还包括传动模块，传动模块连接隔离模块和控制模块。传动模块能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电路状态，并根据电路状态，向控制模块传输这一个目标器件的电压信号，使得控制模块根据电压信号，确定受电设备是否发生过流故障。其中，传动模块获取的电路状态指示任意一个目标器件的电压状态或者电流状态。

本申请中，保护电路中的传动模块，能够向传递模块传递隔离模块中任意一个目标器件的电路状态，使得控制模块能够确定受电设备是否发生过流故障，为本申请技术方案的实现提供了技术基础，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，传动模块的结构有多种可能，可以包括光耦器件，也可以包括电流传感器和转换器，具体此处不做限定。不同的结构所获取的电路状态的类别有所不同：如果传动模块包括光耦器件，那么传动模块获取的是隔离模块中任意一个目标器件的电压状态；如果传动模块包括电流传感器和转换器，那么传动模块获取的是隔离模块中任意一个目标器件的电流状态。

本申请中，传动模块的结构有多种选择，能够运用在不同的场景中，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，控制模块包括电磁装置和弹性装置。如果受电设备发生过流故障，那么电磁装置和弹性装置会控制隔离模块断开总线与受电设备的链路。

本申请中，控制模块的结构有多种可能，能够适应不同的场景。另外，控制模块包括电磁装置和弹性装置的情况下，能够简化保护电路的结构，进一步提升本申请技术方案的实用性。

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，控制模块中的目标子模块包括与门和比较器，与门的输入端连接控制器和比较器，与门的输出端连接驱动器。比较器能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，在电压信号对应的电压大于电压阈值的情况下，输出第一低电平。与门会根据比较器输入的第一低电平，输出第二低电平，以调用驱动器断开总线和受电设备的链路。驱动器会根据第二低电平，驱动隔离模块断开总线与受电设备的链路。

在第一方面的一种可能的实现方式中，控制模块中的目标子模块还包括电压采样器，电压采样器连接了控制器。电压采样器能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，并将电压信号转换为数字信号。控制器能够获取该获取数字信号，并根据数字信号确定受电设备是否发生过流故障。在确定受电设备发生过流故障的情况下，向驱动器发送第二指令，第二指令指示断开总线与受电设备的链路。驱动器会根据第二指令，驱动隔离模块断开总线与受电设备的链路。

本申请中，控制模块中的目标子模块有多种结构，可以适用不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性和实用性。

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拓扑结构，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，存储器用于存储指令，处理器执行存储在存储器中的指令，以实现签署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，该芯片系统包括前述第三方面的芯片。

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的有益效果，与第一方面以及第一方面的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5A为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；

图5B为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；

图6为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；

图7为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；

图8为本申请实施例提供的保护电路的另一个示意图；

图9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供电系统中。保护电路中的隔离模块单独串联点对多点供电系统的总线和点对多点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的网络瘫痪，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，一个隔离模块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，如果本申请应用在点对多点直流供电系统中，那么总线分别连接正极和负极；如果本申请应用在点对多点交流供电系统中，那么总线分别连接火线和零线。

接下来，对本申请提供的保护电路进行说明。请参阅图2和图3，图2和图3均为本申请实施例提供的保护电路的示意图。

本申请实施提供的保护电路应用于点对多点供电系统，如图2所示，保护电路包含于从节点。保护电路包括隔离模块，该隔离模块串联点对多点供电系统的总线和点对多点供电系统的受电设备。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，一个隔离模块对应于一个从节点中的受电设备，从而将该隔离模块对应的从节点与供电系统中的其他从节点相隔离。在该受电设备发生过流故障的情况下，隔离模块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。其中，过流故障的情况包括短路、过载以及其他电流超过额定电流的情况，具体此处不做限定。

本申请中，保护电路中的隔离模块单独串联点对多点供电系统的总线和点对多点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的网络瘫痪，提升了网络的可靠性。

在一些可选的实施方式中，如图2所示，保护电路除了包括隔离模块之外还包括控制模块，控制模块与隔离模块连接。控制模块能够确定隔离模块连接的受电设备是否发生过流故障，并在过流故障的情况下，控制隔离模块断开总线和受电设备的链路。

本申请中，控制模块能够识别出过流故障的情况，使得隔离模块在控制模块的作用下断开总线和受电设备链路，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，本申请中隔离模块与总线的连接方式有多种，可以如图2所示，只与总线中的一根线路连接；也可以如图3所示，与总线中的两根线均连接，具体此处不做限定。其中，在隔离模块只连接总线中的一根线的情况下，本申请也不限定隔离模块连接的是点对多点直流供电系统的正极或者负极，还是点对多点交流供电系统中火线还是零线，根据实际应用的需要选择，具体此处不做限定。

总的来说，在本申请中，故障隔离是通过从节点的资管理实现的，并非中心节点集中管理各个从节点，进行故障隔离。从节点的自管理主要通过隔离模块和控制模块实现。

其中，隔离模块串联接入从节点的供电线路中，在线路未发生故障时隔离模块属于非隔离态，实现正常的供电通路；在发生过流故障时隔离模块感知线路故障，并启动隔离动作将过流故障限制在该从节点内，避免影响供电线路总线。隔离模块中可以包括开关，例如机械开关、电子开关等，具体此处不做限定。

其中，控制模块并联在隔离模块后的供电线路，控制模块用于控制隔离模块的行为，包括线路正常时维持隔离模块的供电通路功能以及过流故障时控制隔离模块启动隔离动作，保护其他供电线路正常工作。控制模块包括但不限于各种软件或者硬件，或者软硬件结合，例如可以是微控制器电路、比较器电路等，具体此处不做限定。

从功能上理解，可以认为控制模块和隔离模块之间包括供电路径、传动路径和控制路径。其中，供电路径，用于控制保护电路的供电，控制模块在隔离模块后取电，隔离模块作为从节点所有线路的总出入口，在从节点的受电设备或者控制模块故障的情况下，都会断开总线与受电设备之间的链路，避免引入控制模块等其他线路的故障因素，使得支路的故障不损坏总线上其他支路的器件。传动路径，用于隔离模块感知线路故障后传动到控制模块以实现下一步动作。控制路径，用于在线路非故障态时维持隔离模块正常的供电通路功能，以及故障时启动隔离模块的隔离动作。

需要注意的是，隔离模块、控制模块均为功能结构、在产品形态包括不限于各种组合，如隔离模块和控制模块做成一个外接模块，或隔离模块、控制模块均内嵌到受电终端设备，或隔离模块单独做成模块外接，控制模块内嵌到受电终端。

对应隔离模块、控制模块在不同场景下的不同行为，可将节点划分为三个模态：受电终端未上电的初始态、线路正常工作下的运行态、发生过流故障时的故障态。其中，初始态下，受电设备还未开始上电，此时不限制隔离模块的状态，可以默认通路或者断路状态，控制模块根据隔离模块的默认状态选择无动作或使能隔离模块通路动作。运行态下，隔离模块为正常供电通路并随时感知线路状态，控制模块不动作或维持隔离模块正常供电通路、并时刻接收隔离模块的传动信号。故障态下，控制模块会控制隔离模块断开总线与受电设备之间的链路。

在一些可选的实施例中，保护电路中的隔离模块包括至少一个目标器件，这至少一个目标器件互相串联。至少一个目标器件中的每个目标器件包括电阻和开关，且电阻和开关是并联的关系。其中，电阻能够在开关断开的情况下，为控制模块提供通路，使得控制模块能够正常工作。

本申请中，隔离模块在断开总线和受电设备的时候，依旧能够为控制模块提供通路，使得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，控制模块的正常工作不受设备故障的影响。

在一些可选的实施例中，保护电路中的控制模块包括控制器和驱动器，驱动器连接了控制器和隔离模块。在满足受电设备的上电条件时，控制器会向驱动器下发第一指令。驱动器能够根据控制器的第一指令，驱动隔离模块导通总线和受电设备的链路。

本申请中，控制模块除了在受电设备发生过流故障的情况下，控制隔离模块断开总线和受电设备之间的链路之外，还可以在满足受电设备的上电条件情况下，控制隔离模块导通总线和受电设备的链路，使得受电设备能够从总线上取电，也即由供电设备为受电设备进行线上供电。

在一些可选的实施例中，控制模块除了包括控制器和驱动器之外，还会包括目标子模块，目标子模块连接控制器。目标子模块会获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，该电压信号用于确定受电设备是否发生过流故障。

在一些可选的实施例中，控制模块中的控制器，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，控制模块不仅能确定受电设备是否发生故障，实现故障检测；也能在确定受电设备发生过流故障的情况下，控制总线与故障的受电设备之间的链路断开，实现电路保护；还能具备故障上报的功能。也就是说，控制模块有多种用途，在不同的场景下能够发挥不同的作用，使得本申请技术方案能够灵活适应不同的场景需求，提升了本申请技术方案的实用性。

在一些可选的实施例中，保护电路除了包括隔离模块和控制模块之外，还可以包括传动模块。下面结合图4，对这种情况进行说明。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图。

如图4所示，隔离模块和控制模块通过传动模块连接，也就是说，传动模块连接隔离模块和控制模块。传动模块能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电路状态，并根据电路状态，向控制模块传输这一个目标器件的电压信号，使得控制模块根据电压信号，确定受电设备是否发生过流故障。其中，传动模块获取的电路状态指示任意一个目标器件的电压状态或者电流状态。

本申请中，保护电路中的传动模块，能够向传递模块传递隔离模块中任意一个目标器件的电路状态，使得控制模块能够确定受电设备是否发生过流故障，为本申请技术方案的实现提供了技术基础，提升了本申请技术方案的可实现性。

在一些可选的实施例中，传动模块的结构有多种可能，可以包括光耦器件，也可以包括电流传感器和转换器，具体此处不做限定。不同结构的传动模块所获取的电路状态的类别有所不同：如果传动模块包括光耦器件，那么传动模块获取的是隔离模块中任意一个目标器件的电压状态；如果传动模块包括电流传感器和转换器，那么传动模块获取的是隔离模块中任意一个目标器件的电流状态。

其中，在传动模块包括电流传感器和转换器的情况下，电流传感器会获取隔离模块中任意一个目标器件的电流，并传输给转换器。转换器将电流转换为电压信号，并传输至控制模块，使得控制模块根据电压信号确定受电设备是否发生了过流故障。

本申请中，传动模块的结构有多种选择，能够运用在不同的场景中，提升了本申请技术方案的灵活性和实用性。

在一些可选的实施例中，保护电路与受电设备的位置关系有多种可能，保护电路既可以耦合在受电设备内部，也可以与受电设备解耦，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。其中，保护电路和受电设备可以复用一些模块或者器件，例如，在受电设备自身包括控制器的情况下，保护电路可以复用该受电设备内部的这个控制器，作为控制模块中的一部分。

在一些可选的实施例中，控制模块中的目标子模块包括与门和比较器。与门的输入端连接控制器和比较器，与门的输出端连接驱动器。比较器能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，在电压信号对应的电压大于电压阈值的情况下，输出第一低电平。与门会根据比较器输入的第一低电平，输出第二低电平，以调用驱动器断开总线和受电设备的链路。驱动器会根据第二低电平，驱动隔离模块断开总线与受电设备的链路。

示例性的，以图5A、图5B和图6为例，对目标子模块包括与门和比较器的这种情况进行说明。请参阅图5A，图5A为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图。

在图5A所示实施例中，隔离模块包括两个目标器件，一个目标器件中包括电子开关管Q1和电阻R1；另一个目标器件中包括电子开关管Q2和电阻R2。每个目标器件中的电子开关管和电阻并联，这两个目标器件串联在总线和受电设备之间。

在图5A所示实施例中，传动模块包括光耦器件，光耦器件也可以称为光耦合器(optical coupler equipment，OCEP)。光耦合器包括发光器(如图5A所示的发光二极管)和受光器(如图5A所示的光敏半导体管)，发光器和受光器封装在同一管壳中。电阻R3至R5用于辅助光耦合器正常工作。例如，电阻R3用于将电流调整至光耦合器件的工作电流。

在图5A所示实施例中，控制模块包括比较器U1、控制器、与门和驱动器。比较器U1和控制器连接与门的输入端，与门的输出端连接驱动器，控制器也连接驱动器。驱动器连接隔离模块中的各个电子开关管。其中，可以设定与门输出高电平的时候，调用驱动器闭合各个电子开关管；与门输出低电平的时候，调用驱动器断开各个电子开关管。

假设在图5A所示实施例中控制器为微控制单元(microcontroller unit，MCU)。初始态时，电子开关管Q1、Q2处于关断状态，控制模块中MCU通过电阻支路R1、R2进行取电。MCU供电后启动，MCU驱动开关管Q1、Q2开通。由于通常情况下，电子开关管Q1、Q2的导通电阻为毫欧级别，并联电阻在十欧或者百欧级别，因此，开关管的导通电阻远小于并联电阻(也即支路的电阻)，所以电流几乎全部通过电子开关管Q1和Q2通路流过，完成受电设备的供电。

运行态时，控制模块通过动作路径维持隔离模块中的电子开关管Q1和Q2维持开通，受电设备正常供电，且电子开关管Q1和Q2开通后导通压降非常小，所以此时并联电阻R1、R2上的功耗非常小，可以忽略。

故障态时，若受电设备发生故障，流过隔离模块中电子开关管Q1和Q2的电流突然增大，导致电子开关管Q2两端电压增大，该电压信号通过传动模块传送给控制模块。控制模块中的比较器U1能够获取电子开关管Q2两端的电压，并与参考电压(voltage reference，VREF)进行比较。其中，参考电压表示电压阈值。当电子开关管Q2超过电压阈值时，控制模块中的比较器输出第一低电平，使得与门输出第二低电平，从而调用驱动器断开隔离模块中的电子开关管Q1和Q2，断开总线和受电设备的链路。其中，在设定与门输出高电平的时候，调用驱动器闭合各个电子开关管；与门输出低电平的时候，调用驱动器断开各个电子开关管的情况下，可以设定控制器始终向与与门输入高电平。

在受电设备发生过流故障之后，在图5A所示实施例中，线路通过电阻R1、R2仍可给控制模块供电，MCU可实现故障上报。

示例性的，假设图5A所示实施例中的控制器为MCU，以供电设备为24V的直流(direct current，DC)砖为例，假设供电设备的输入电阻为20Ω，R1＝20Ω，R2＝200Ω，电子开关管的导通电阻Rds_on＝0.5Ω，可以忽略不计。

初始上电的时候，电路中的电流为24V/(200+20)Ω＝100mA，由于MCU的供电要求一般为十毫安级别，小于100mA。因此，MCU上电控制电子开关管Q1和Q2导通。以供电电流1A(24W)为例，电子开关管Q2两端的电压Vds＝0.5V(1A×0.5Ω)，此时R1、R2功耗很小，为0.5×0.5/20+0.5×0.5/200＝13.75mW，正常工作后，R1、R2功耗可以忽略。

在图5A所示实施例中，传动模块中输入至比较器的电压阈值Vds_thr可以稍大于上电时R2两点的最大电压，从而避免误判。示例性的，在上述例子中，上电时R2两端的最大电压为(20/240)*24＝2V，因此，可以设定电压阈值为3V。

在比较器获取的电压大于3V时(也即电路中的电流超过Ids_thr＝3V/0.5Ω＝6A时)，会输出第一低电平，与门输出第二低电平，调用驱动器断开各个电子开关管，实现短路隔离。

在电路切断之后，电子开光Q1和Q2关断，此时线路总阻抗220Ω(整个设备阻抗变为0Ω)，线路电流约为110mA，仍可为提供MCU供电，由MCU上报故障，从而实现故障上报。

在一些可选的实施例中，控制模块中的驱动器与隔离模块连接的线路，可以有所不同。示例性的，图5B所示的实施例中，驱动器与电子开关管Q1和Q2连接的线路与图5A所示实施例不同，但是也能实现类似的功能，具体此处不做限定。

图5A所示实施例中，是以传动模块包括光耦器件为例的，在实际应用中，传动模块还可以包括电流传感器和转换器，下面对这种情况进行简单说明。

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图。

如图6所示，电流传感器并联在电子开关管Q2两侧，用于检测电子开关管Q2，转换器连接电流传感器，将电流传感器获取的电流转化为电压，传输至比较器U1，由比较器U1确定是否发生了过流故障。可选的，电流传感器还可以获取隔离模块中任意一个目标器件的电流，并不局限于图6所示的情况，具体此处不做限定。图6所示实施例中，其余各部分器件的用途与图5A所示实施例类似，此处不再赘述。

在一些可选的实施例中，在传动模块包括电流传感器和转换器的情况下，电流传感器除了可以是图6所示，在电子开关管外部单独设置一个电流传感器之外，还可以直接复用电子开光管中的电流传感器，此时，转换器直接连接电子开关管即可。

需要注意的是，图5A、图5B和图6只是对保护电路的示例，并不限定保护电路的具体结构。

在实际应用中，隔离中还可以包括更多或者更少数量的目标器件；电子开光管包括但不限于金属-氧化物-半导体型场效应管(metal oxide semiconductor field effecttransistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)，具体此处不做限定。其中，MOSFET也可以进一步简称为场效应管(MOS)。

传动模块中，光耦器件中的受光器还可以是其他的器件，例如光敏电阻；用于辅助光耦合器正常工作的电阻，也可以有更多或者更少数量，具体此处不做限定。

控制模块中的中的控制器包括但不限于各种有逻辑处理功能的器件包括MCU、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)、专用集成电路(application specific integratedcircuit，ASIC)、中央处理器(central processing unit，CPU)等；比较电路也包括但不限于各种比较器等具有比较功能的实现电路。

在一些可选的实施例中，控制模块中的目标子模块包括电压采样器，电压采样器连接了控制器。电压采样器能够获取隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，并将电压信号转换为数字信号。控制器能够获取该获取数字信号，并根据数字信号确定受电设备是否发生过流故障。在确定受电设备发生过流故障的情况下，向驱动器发送第二指令，第二指令指示断开总线与受电设备的链路。驱动器会根据第二指令，驱动隔离模块断开总线与受电设备的链路。下面，结合图7，对这种情况进行说明。请参阅图7，图7为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图。

在图7所示实施例中，控制模块中的控制子模块包括电压采样器U2，电压采样器U2获取来自于传动模块的电压信号，并将该电压信号转化为数字信号，使得控制器能够处理该数字信号。

图7所示实施例中，其余各个模块和器件的用途与图5A类似，此处不再赘述。

本申请中，控制模块中的目标子模块有多种结构，可以适用不同的需求，进一步提升了本申请技术方案的灵活性和实用性。

在一些可选的实施例中，保护电路中的控制模块包括电磁装置和弹性装置。如果受电设备发生过流故障，那么电磁装置和弹性装置会控制隔离模块断开总线与受电设备的链路。

其中，弹性装置有多种可能，包括弹簧，除此之外，还可以是其他能够受磁力影响发生形变的装置，例如，弹片，或者弹簧和弹片的组合等，具体此处不做限定。

下面，结合示意图，对这种情况的保护电路进行介绍。请参阅图8，图8为本申请实施例提供的保护电路的一个示意图。

如图8所示，初始状态时，机械开关默认为闭合状态，此时受电设备直接上电。在运行状态中，机械开关保持闭合。如果受电设备发生过流故障，电流突然增大，控制模块中的电磁装置磁力增强，牵引杠杆1和杠杆2，从而拉动机械开关，断开总线和受电设备之间的链路，实现故障隔离。

其中，图8所示实施例中，电磁装置是以螺线管为例进行的说明，在实际应用中，电磁装置还可以是其他的装置，例如，电磁继电器等，具体此处不做限定。

在图8所示实施例中，杠杆1的材料是具有磁性的，但是杠杆2可以有磁性，也可以没有磁性。具体此处不做限定。

本申请中，控制模块的结构有多种可能，能够适应不同的场景。另外，控制模块包括电磁装置和弹性装置的情况下，能够简化保护电路的结构，进一步提升本申请技术方案的实用性。

需要注意的是，图5A至图8所示的实施例，只是对本申请实施例提供的保护电路的示例，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拓扑结构，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，以点对多点供电系统中包括3个从节点为例，进行简单说明。请参阅图9，图9为本申请实施例提供的供电系统的一个示意图。

如图9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9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 (14)

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供电系统，所述保护电路，包括隔离模块，用于：

串联所述点对多点供电系统的总线和所述点对多点供电系统中的受电设备；

若所述受电设备发生过流故障，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，包括控制模块，所述控制模块与所述隔离模块连接；

所述控制模块，用于若所述受电设备发生过流故障，控制所述隔离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1或2所述的保护电路，其特征在于，所述隔离模块包括至少一个目标器件，所述至少一个目标器件互相串联；

所述至少一个目标器件中每个目标器件包括电阻和开关，所述电阻和所述开关并联。

4.根据权利要求2或3所述的保护电路，其特征在于，所述控制模块包括控制器和驱动器；

所述驱动器连接所述控制器和所述隔离模块；

所述驱动器，用于根据所述控制器的第一指令，驱动所述隔离模块导通所述总线与所述受电设备的链路。

5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括目标子模块，所述目标子模块连接所述控制器；

所述目标子模块，用于

获取所述隔离模块中任意一个目标器件的电压信号，所述电压信号用于确定所述受电设备发生过流故障。

6.根据权利要求2至5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传动模块，所述隔离模块和所述控制模块通过所述传动模块连接；

所述传动模块，用于：

获取所述隔离模块中任意一个目标器件的电路状态，所述电路状态包括所述任意一个目标器件的电压状态或电流状态；

根据所述电路状态，向所述控制模块传输所述任意一个目标器件的电压信号，以使所述控制模块确定所述受电设备是否发生过流故障。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述传动模块包括光耦器件，或者，所述传动模块包括电流传感器和转换器。

8.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述控制模块包括电磁装置和弹性装置；

若所述受电设备发生过流故障，则所述电磁装置和所述弹性装置控制所述隔离模块断开所述总线与所述受电设备的链路。

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5至9中任一项所述保护电路，其特征在于，所述目标子模块包括与门和比较器，所述与门的输入端连接所述控制器和所述比较器，所述与门的输出端连接所述驱动器；

所述比较器，用于：

获取所述隔离模块中任意一个目标器件的电压信号；

若所述电压信号对应的电压大于电压阈值，则输出第一低电平；

所述与门，根据所述第一低电平，输出第二低电平，以调用所述驱动器断开所述总线与所述受电设备的链路；

所述驱动器，还用于根据所述第二低电平，驱动所述隔离模块断开所述总线与所述受电设备的链路。

11.根据权利要求5至9中任一项所述保护电路，其特征在于，所述目标子模块包括电压采样器，用于：

获取所述隔离模块中任意一个目标器件的电压信号；

将所述电压信号转换为数字信号；

所述控制器，用于

获取所述数字信号；

若根据所述数字信号确定所述受电设备发生过流故障，则向所述驱动器发送第二指令，所述第二指令指示断开所述总线与所述受电设备的链路；

所述驱动器，还用于根据所述第二指令，驱动所述隔离模块断开所述总线与所述受电设备的链路。

12.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统为点对多点拓扑结构，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11中任一项所述的保护电路。

13.一种芯片，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，所述处理器通过所述存储器实现权利要求1至11中任一项所述的保护电路的功能。

14.一种芯片系统，其特征在于，包括如权利要求13所述的芯片。