CN211428910U - 一种tvs二极管的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种TVS二极管的保护电路，包括控制芯片U1和负载单元，所述控制芯片U1连接负载单元，所述电路还包括保护单元、检测单元和控制单元，所述保护单元连接控制芯片U1和检测单元，所述检测单元连接控制单元，所述控制单元连接控制芯片U1；所述保护单元用于保护控制芯片U1和负载单元，所述检测单元用于检测保护单元的阻抗值，所述控制单元用于使能控制芯片U1和输出故障检修信号。本实用新型电路在负载电路短路、MOS管关断时，通过电容吸收电压尖峰，延缓能量泄放时间，避免TVS二极管因瞬间通过大能量而烧毁，解决了TVS二极管与电容失效，而造成其他线路失效的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源保护技术领域，具体涉及一种TVS二极管的保护电路。
背景技术
伴随着服务器供电技术的发展，服务器供电电压逐渐提升，供电电流也极大的提高了。随之而来的是对芯片的耐压等级的要求也越来越高。在芯片突然关断时，芯片前端的电流的能量会转换成极高的电压，这就可能超过芯片PIN脚的耐压值，导致芯片因电压过高而被打坏。
因此，为了保护芯片一般会在芯片前端并联一个TVS二极管，在芯片前端电压过高时，TVS二极管瞬间导通将电流的能量泄放掉，避免芯片被打坏。如图1所示，TVS二极管D1和控制芯片U1并联。在线路负载R1发生短路故障时，控制芯片U1检测到故障迅速将MOS管Q1关断，MOS管Q1突然关断时，流入MOS管的电流突然被截断，由于电流不会突变，流入MOS管的电流转化成高电压加在TVS二极管D1两端，该高电压达到TVS二极管D1的导通电压时，TVS二极管D1迅速导通将该高压泄放至地上来避免高压打坏控制芯片U1与MOS管Q1。
当MOS管的输入电流过大时，通过TVS二极管泄放至地面的瞬间能量有可能超过TVS二极管的耐受值，从而导致TVS二极管被烧毁，进而导致电源对地短路，整个系统供电中断；当TVS二极管承受多次冲击后存在TVS二极管失效的可能性或者由于品质因素导致失效，TVS二极管失效后，在系统正常上电时，就直接将电源对地短路，导致整个系统供电中断。
实用新型内容
本实用新型实施例中提供了一种TVS二极管的保护电路，以解决现有技术在控制芯片关断时，与芯片并联的TVS二极管因大电流被烧毁而导致其他线路失效的问题。
本实用新型实施例公开了如下技术方案：
本实用新型提供了一种TVS二极管的保护电路，包括控制芯片U1和负载单元，所述控制芯片U1连接负载单元，所述电路还包括保护单元、检测单元和控制单元，所述保护单元连接控制芯片U1和检测单元，所述检测单元连接控制单元，所述控制单元连接控制芯片U1；
所述保护单元用于保护控制芯片U1和负载单元，所述检测单元用于检测保护单元的阻抗值和电压值，所述控制单元用于使能控制芯片U1和输出故障检修信号。
进一步地，所述保护单元包括TVS二极管D1和电容C1,TVS二极管D1的负极连接U1的电源引脚和所述检测单元，TVS二极管D1的正极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接地和检测单元。
进一步地，所述检测单元包括电压检测模块和阻抗检测模块，所述电压检测模块的第一输入端连接TVS二极管D1的负极，所述电压检测模块的第二输入端连接TVS二极管D1的负极，所述电压检测模块的输出端连接所述控制单元，所述阻抗检测模块的第一输入端连接电容C1的一端，所述阻抗检测模块的第二输入端连接电容C1的另一端，所述阻抗检测模块的输出端连接所述控制单元。
进一步地，所述控制单元包括BMC，BMC的第一检测引脚连接所述电压检测模块的输出端，BMC的第二检测引脚连接所述阻抗检测模块的输出端，BMC的控制引脚连接控制芯片U1的使能引脚。
进一步地，所述负载单元包括开关管Q1和负载电阻R1，开关管Q1的控制端连接控制芯片U1的控制引脚，开关管Q1的输入引脚连接控制芯片U1的电源引脚，开关管Q1的输出引脚连接负载电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。
进一步地，所述开关管Q1为PMOS管，PMOS管的G极为控制端，PMOS管的D极为输入端，PMOS管的S极为输出端。
进一步地，所述TVS二极管D1的型号为SMDJ70A。
实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本实用新型提供的TVS二极管保护电路，在TVS二极管D1与接地端串联一个电容C1，增加了TVS二极管电压检测与电容检测线路，并将检测结果送至BMC，由BMC根据检测阻抗值控制U1电源的开通与关断，在负载电路短路、MOS管关断时，通过电容吸收电压尖峰，延缓能量泄放时间，避免TVS二极管因瞬间通过大能量而烧毁；即使TVS二极管因烧毁而短路，也不至于因电源对地短路而对其他线路造成风险，在下次上电时会检测TVS二极管烧毁情况并报告给BMC。本实用新型电路解决了TVS二极管与电容失效，而造成其他线路失效的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型所述现有电路的结构框图；
图2为本实用新型所述电路的结构框图；
图3为本实用新型实施例所述电路原理图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图2所示，为本实用新型电路的结构框图，电路包括包括控制芯片U1(ADM1272)、负载单元、保护单元、检测单元和控制单元，控制芯片U1连接负载单元，保护单元连接控制芯片U1和检测单元，检测单元连接控制单元，控制单元连接控制芯片U1。
保护单元用于保护控制芯片U1和负载单元，检测单元用于检测保护单元的阻抗值和电压值，控制单元用于使能控制芯片U1和输出故障检修信号。
如图3所示，为本实用新型实施例电路原理图，保护单元包括TVS二极管D1(TVS，Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管)和电容C1,TVS二极管D1(SMDJ70A)的负极连接U1的电源引脚和检测单元，TVS二极管D1的正极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接地和检测单元。
检测单元包括电压检测模块和阻抗检测模块，电压检测模块的第一输入端连接TVS二极管D1的负极，电压检测模块的第二输入端连接TVS二极管D1的负极，电压检测模块的输出端连接控制单元，阻抗检测模块的第一输入端连接电容C1的一端，阻抗检测模块的第二输入端连接电容C1的另一端，阻抗检测模块的输出端连接控制单元。电压检测模块和阻抗检测模块借用现有电路，故此处不再赘述。
控制单元包括BMC(BMC，Baseboard Management Controller，基板管理控制器)，BMC的第一检测引脚连接电压检测模块的输出端，BMC的第二检测引脚连接阻抗检测模块的输出端，BMC的控制引脚连接控制芯片U1的使能引脚。
负载单元包括开关管Q1和负载电阻R1，开关管Q1的控制端连接控制芯片U1的控制引脚，开关管Q1的输入引脚连接控制芯片U1的电源引脚，开关管Q1的输出引脚连接负载电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。
开关管Q1为PMOS管(PSMN4R8-100BSEJ)，PMOS管的G极为控制端，PMOS管的D极为输入端，PMOS管的S极为输出端。
本实用新型电路的工作原理如下：
电路上电后，检测单元检测TVS二极管D1两端电压和电容C1两端阻抗，并将检测信息传递给BMC，当TVS二极管D1两端电压和电容C1两端阻抗均不为零时，BMC检测的TVS二极管D1与电容C1工作状态为正常，BMC向控制芯片U1发出使能信号EN，控制芯片U1打开PMOS管Q1，电源给负载单元供电；
当负载发生短路故障时，控制芯片U1检测到故障并将PMOS管Q1关断，PMOS管Q1突然关断时，Q1输入端的大电流转换成的高电压使得TVS二极管D1导通，大电流的能量先给电容C1充电，然后再通过TVS二极管D1与电容C1泄放到地上。
TVS二极管导通时，给电容C1充电，使电容C1吸收一部分大电流的能量，从而延缓了大电流的泄放速度。
当TVS二极管D1两端电压和电容C1两端阻抗有一个为零时，BMC发出故障检修信号，不发出使能信号EN。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种TVS二极管的保护电路，包括控制芯片U1和负载单元，所述控制芯片U1连接负载单元，其特征在于，所述电路还包括保护单元、检测单元和控制单元，所述保护单元连接控制芯片U1和检测单元，所述检测单元连接控制单元，所述控制单元连接控制芯片U1；
所述保护单元用于保护控制芯片U1和负载单元，所述检测单元用于检测保护单元的阻抗值，所述控制单元用于使能控制芯片U1和输出故障检修信号。
2.根据权利要求1所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述保护单元包括TVS二极管D1和电容C1,TVS二极管D1的负极连接U1的电源引脚和所述检测单元，TVS二极管D1的正极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接地和检测单元。
3.根据权利要求1所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述检测单元包括电压检测模块和阻抗检测模块，所述电压检测模块的第一输入端连接TVS二极管D1的负极，所述电压检测模块的第二输入端连接TVS二极管D1的负极，所述电压检测模块的输出端连接所述控制单元，所述阻抗检测模块的第一输入端连接电容C1的一端，所述阻抗检测模块的第二输入端连接电容C1的另一端，所述阻抗检测模块的输出端连接所述控制单元。
4.根据权利要求3所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述控制单元包括BMC，BMC的第一检测引脚连接所述电压检测模块的输出端，BMC的第二检测引脚连接所述阻抗检测模块的输出端，BMC的控制引脚连接控制芯片U1的使能引脚。
5.根据权利要求1所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述负载单元包括开关管Q1和负载电阻R1，开关管Q1的控制端连接控制芯片U1 的控制引脚，开关管Q1的输入引脚连接控制芯片U1的电源引脚，开关管Q1的输出引脚连接负载电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述开关管Q1为PMOS管，PMOS管的G极为控制端，PMOS管的D极为输入端，PMOS管的S极为输出端。
7.根据权利要求1所述的一种TVS二极管的保护电路，其特征在于，所述TVS二极管D1的型号为SMDJ70A。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113422362A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-21 | 新疆金风科技股份有限公司 | 高电压穿越装置、高电压穿越方法和风电变流器 |
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2019
- 2019-11-22 CN CN201922037036.8U patent/CN211428910U/zh active Active
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