專利名稱：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等眾多電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，具體涉及到計(jì)算機(jī)等電子設(shè)
備供電狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電路短路過(guò)壓保護(hù)，應(yīng)用極其廣泛。
背景技術(shù)：
短路保護(hù)技術(shù)的發(fā)展是伴隨著電源技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，目前的過(guò)壓保護(hù)控制多是以電源自身的保護(hù)控制為主，實(shí)現(xiàn)電源自身的短路保護(hù)。但是往往對(duì)后端設(shè)備無(wú)法做到很好的保護(hù)，器件被擊穿、燒毀等顯性依然普遍發(fā)生。 目前電源的短路保護(hù)功能主要是過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)兩種功能。電源在發(fā)生故障時(shí)，都有可能使輸出電壓或輸出電流失去控制，為了使用戶的負(fù)載不致因此而損壞，就需要過(guò)壓或過(guò)流保護(hù)功能。當(dāng)電源有故障，負(fù)載上的電壓有可能大幅上升，而電流的上升值不一定能超過(guò)過(guò)流保護(hù)值。此種情況宜用過(guò)壓保護(hù)，當(dāng)短路解除后，電壓即可自動(dòng)恢復(fù)正常。本發(fā)明的應(yīng)用環(huán)境正類似于這種情況，當(dāng)?shù)碗娢坏碾娫椿蚋鞣N信號(hào)線短路到高電位的電源線上時(shí)，瞬間抬升的電位會(huì)遠(yuǎn)超出器件自己的規(guī)格范圍并造成損壞，這就需要簡(jiǎn)單高效的過(guò)壓保護(hù)電路防止這種故障發(fā)生。 造成短路的因素有很多，當(dāng)信號(hào)線因連接器損毀、針腳被插歪、機(jī)板表面有金屬雜質(zhì)、液體灑落、包線老化等各種原因都有可能導(dǎo)致短路的發(fā)生，這時(shí)信號(hào)線或電源線電壓會(huì)瞬間有一個(gè)大的升高并超出自身規(guī)范允許的范圍，這很容易造成設(shè)備被電源擊毀導(dǎo)致無(wú)法工作。通過(guò)這種高效靈敏的過(guò)壓保護(hù)我們可以準(zhǔn)確設(shè)定保護(hù)啟動(dòng)點(diǎn)，當(dāng)電位超出規(guī)格范圍時(shí)過(guò)壓保護(hù)機(jī)制會(huì)立即快速啟動(dòng)，短路的電源會(huì)自動(dòng)被切斷，從而避免設(shè)備的損壞，極大的降低損失。 隨著計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等IT產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的今天，短路保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用顯得越來(lái)越重要，一中簡(jiǎn)易、高效、精確的短路保護(hù)技術(shù)顯得非常必要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在提供當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，能準(zhǔn)確可靠的自動(dòng)切斷電源，保護(hù)電源、信號(hào)和負(fù)載設(shè)備不受損壞的高效過(guò)壓保護(hù)電路。 本發(fā)明的目的是由以下方式實(shí)現(xiàn)的，該裝置通過(guò)對(duì)電源及信號(hào)的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而預(yù)防短路故障的發(fā)生，裝置包括狀態(tài)監(jiān)控模塊A智能保護(hù)模塊B和過(guò)壓保護(hù)模塊C，其中， 狀態(tài)監(jiān)控模塊A負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)偵測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的電位狀態(tài)；狀態(tài)監(jiān)控模塊A是由比較器U1、電阻R1、R2、R3電容C1、C2電源接插件Jl組成，比較器Ul的5腳接電源P18VJ)VP， 4腳接智能保護(hù)模塊B， 3腳接地，1腳接電阻Rl、 R2的中間接點(diǎn)，2腳串接電阻R3接插接件Jl的5腳，電阻Rl、 R2串接比較器Ul的3腳和5腳之間，電容C2并接比較器Ul的3腳和5腳，電源插接件Jl的1腳串接熔斷絲FUSE電源P18V_C0NN， 3腳4腳并接接地，電容Cl與1腳4腳并接；
智能保護(hù)模塊B.主要負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控信號(hào)采集到的電位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)比較器與設(shè)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到比對(duì)結(jié)果后，按照預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)估并做出相應(yīng)動(dòng)作，控制智能保護(hù)模塊在不同狀態(tài)之間的切換；智能保護(hù)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比后的輸出結(jié)果，來(lái)改變比較器輸出的高低電平信號(hào)，電路是由場(chǎng)效應(yīng)管Ql-Q5、電阻R4-R7、電容C3組成，其中Ql的1腳接比較器U1的4腳，2腳串接電阻R7接電源P18VJ)VP，3腳接地，電阻R4接Ql的1腳與電源P18VJ)VP之間，R7接Ql的2腳與電源P18VJ)VP之間，Q1的1腳串接R5接地，電容C3電阻R6并接Ql的2、3腳；場(chǎng)效應(yīng)管Q2、 Q3組成開(kāi)關(guān)器件，其中Q2、 Q3的1腳并接Ql的2腳，Q2、Q3的5腳并接，Q2的2腳接插接件Jl的5腳，Q3的2腳接電源SYS—0VP輸出； 過(guò)壓保護(hù)模塊C是由場(chǎng)效應(yīng)管Q4、 Q5電阻R8-R10、電容C4組成，其中，Q4的2腳接比較器U1的5腳，3腳接電源P18VJX)NN輸出，1腳接電阻R8、 R9的中間接點(diǎn)，電阻R8、R9串接電源P18V_C0NN與Q5的3腳之間，Q5的1腳串接電阻R10接電源SYS_AC0K輸出，2腳接地，電容C4并接Q5的1、2腳之間;
具體控制步驟如下 當(dāng)市電通過(guò)AC-DC電源轉(zhuǎn)換出的直流電PBUS 18. 5V高于設(shè)定PBUS 18V供給系統(tǒng)后，SYS_AC0K狀態(tài)為高，Q5導(dǎo)通，R8、 R9分得Q4的Gate端控制電壓Vg高于8V ;Q4導(dǎo)通，由于R4、 R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓高于8V， Ql被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、 Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，Q2、Q3的3腳沒(méi)有電流通過(guò)，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后端設(shè)備被電源擊毀。 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)Rl、 R2設(shè)定保護(hù)電路啟動(dòng)點(diǎn)為8. 25V， SIG為系統(tǒng)偵測(cè)信號(hào)，電位規(guī)格為3. 3V，則比較器U1輸出0VP_GATE為低；Q1關(guān)閉不導(dǎo)通，則Q2、Q3受高電平控制打開(kāi)導(dǎo)通，SIG可以正常傳輸數(shù)據(jù)給后端設(shè)備； 當(dāng)連接器或主板線路中出現(xiàn)信號(hào)線短路到電源線的情況時(shí)，偵測(cè)信號(hào)SIG電壓瞬間短路到16. 5V， VOLTAGE_SENSE電壓迅速升高，當(dāng)VOLTAGE_SENSE > 8. 25V時(shí)，Ul輸出變成高，由R4、R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓變?yōu)?. 25V，Q1被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后端設(shè)備被電源擊毀。
本發(fā)明的有益效果是基于靈敏且非常常見(jiàn)的部件靈活控制，提高精度和準(zhǔn)確性，通過(guò)包括用于控制電流通斷的電壓控制電路器，還包括當(dāng)所述電壓控制電路器件斷開(kāi)時(shí)防止反向倒灌的雙場(chǎng)效應(yīng)管連接方式(Q2、 Q3)，所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述電壓控制電路器件并聯(lián)連接。實(shí)現(xiàn)這個(gè)新型實(shí)用的用于電路短路保護(hù)的電路，并且可以提高測(cè)試點(diǎn)電壓的精確度和準(zhǔn)確性，而且電路使用常規(guī)器件，設(shè)置簡(jiǎn)單合理，能夠高效地保護(hù)電路，也方便器件的選型。


附圖1是實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置作以下詳細(xì)的描述。
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本發(fā)明的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置體系結(jié)構(gòu)主要包括裝置包括狀態(tài)監(jiān)控模塊A智能保護(hù)模塊B和過(guò)壓保護(hù)模塊C，其中， 狀態(tài)監(jiān)控模塊A負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)偵測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的電位狀態(tài)；狀態(tài)監(jiān)控模塊A是由比較器U1、電阻R1、R2、R3電容C1、C2電源接插件Jl組成，比較器Ul的5腳接電源P18V_0VP， 4腳接智能保護(hù)模塊B， 3腳接地，1腳接電阻Rl、 R2的中間接點(diǎn)，2腳串接電阻R3接插接件Jl的5腳，電阻Rl、 R2串接比較器Ul的3腳和5腳之間，電容C2并接比較器Ul的3腳和5腳，電源插接件Jl的1腳串接熔斷絲FUSE電源P18V_C0NN， 3腳4腳并接接地，電容CI與1腳4腳并接； 智能保護(hù)模塊B主要負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控信號(hào)采集到的電位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)比較器與設(shè)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到比對(duì)結(jié)果后，按照預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)估并做出相應(yīng)動(dòng)作，控制智能保護(hù)模塊在不同狀態(tài)之間的切換；智能保護(hù)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比后的輸出結(jié)果，來(lái)改變比較器輸出的高低電平信號(hào)，電路是由場(chǎng)效應(yīng)管Ql-Q5、電阻R4-R7、電容C3組成，其中Q1的1腳接比較器U1的4腳，2腳串接電阻R7接電源P18VJ)VP，3腳接地，電阻R4接Ql的1腳與電源P18V_0VP之間，R7接Ql的2腳與電源P18V_0VP之間，Ql的1腳串接R5接地，電容C3電阻R6并接Ql的2、3腳；場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3組成開(kāi)關(guān)器件，其中Q2、Q3的1腳并接Ql的2腳，Q2、 Q3的5腳并接，Q2的2腳接插接件Jl的5腳，Q3的2腳接電源SYS_OVP輸出； 過(guò)壓保護(hù)模塊C是由場(chǎng)效應(yīng)管Q4、 Q5電阻R8-R10、電容C4組成，其中，Q4的2腳接比較器U1的5腳，3腳接電源P18VJX)NN輸出，1腳接電阻R8、 R9的中間接點(diǎn)，電阻R8、R9串接電源P18V_C0NN與Q5的3腳之間，Q5的1腳串接電阻R10接電源SYS_AC0K輸出，2腳接地，電容C4并接Q5的1、2腳之間;
實(shí)施例1 當(dāng)市電通過(guò)AC-DC電源轉(zhuǎn)換出的直流電PBUS 18. 5V高于設(shè)定PBUS 18V供給系統(tǒng)后，SYS_AC0K狀態(tài)為高，Q5導(dǎo)通，R8、 R9分得Q4的Gate端控制電壓Vg高于8V ;Q4導(dǎo)通，由于R4、 R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓高于8V， Ql被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、 Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，Q2、Q3的3腳沒(méi)有電流通過(guò)，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后
端設(shè)備被電源擊毀。
實(shí)施例2 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)Rl、 R2設(shè)定保護(hù)電路啟動(dòng)點(diǎn)為8. 25V， SIG為系統(tǒng)偵測(cè)信號(hào)，電位規(guī)格為3. 3V，則比較器U1輸出0VP_GATE為低；Q1關(guān)閉不導(dǎo)通，則Q2、Q3受高電平控制打開(kāi)導(dǎo)通，SIG可以正常傳輸數(shù)據(jù)給后端設(shè)備；
實(shí)施例3 當(dāng)連接器或主板線路中出現(xiàn)信號(hào)線短路到電源線的情況時(shí)，偵測(cè)信號(hào)SIG電壓瞬間短路到16. 5V， V0LTAGE_SENSE電壓迅速升高，當(dāng)V0LTAGE_SENSE > 8. 25V時(shí)，Ul輸出變成高，由R4、R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓變?yōu)?. 25V，Q1被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后端設(shè)備被電源擊毀。
本設(shè)計(jì)可以廣泛移植到各種計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等系統(tǒng)中去，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)加入相關(guān)部分即可。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)監(jiān)視計(jì)算機(jī)各種信號(hào)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)電位范圍超出允許范圍立刻啟動(dòng)保護(hù)功能并切斷帶路，可以避免短路事故造成的永久性故障的發(fā)生。為用戶以
5及主板開(kāi)發(fā)人員提供了可靠性的保障，并降低了由于計(jì)算機(jī)故障給用戶造成的損失。因而具有非常廣闊的發(fā)展前景。 電路原理圖中使用的比較器Ul的型號(hào)是LM397,場(chǎng)效應(yīng)管Ql的型號(hào)是SSM3K15FV ;Q2Q3的型號(hào)是SSM6N15FE ;Q4Q5的型號(hào)是NTK3142P，其他電子元件為通用電子器件。
權(quán)利要求
實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置，其特征在于該裝置通過(guò)對(duì)電源及信號(hào)的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而預(yù)防短路故障的發(fā)生，裝置包括狀態(tài)監(jiān)控模塊A智能保護(hù)模塊B和過(guò)壓保護(hù)模塊C，其中，狀態(tài)監(jiān)控模塊A負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)偵測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的電位狀態(tài)；狀態(tài)監(jiān)控模塊A是由比較器U1、電阻R1、R2、R3電容C1、C2電源接插件J1組成，比較器U1的5腳接電源P18V_OVP，4腳接智能保護(hù)模塊B，3腳接地，1腳接電阻R1、R2的中間接點(diǎn)，2腳串接電阻R3接插接件J1的5腳，電阻R1、R2串接比較器U1的3腳和5腳之間，電容C2并接比較器U1的3腳和5腳，電源插接件J1的1腳串接熔斷絲FUSE電源P18V_CONN，3腳4腳并接接地，電容C1與1腳4腳并接；智能保護(hù)模塊B主要負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控信號(hào)采集到的電位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)比較器與設(shè)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到比對(duì)結(jié)果后，按照預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)估并做出相應(yīng)動(dòng)作，控制智能保護(hù)模塊在不同狀態(tài)之間的切換；智能保護(hù)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比后的輸出結(jié)果，來(lái)改變比較器輸出的高低電平信號(hào)，電路是由場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q5、電阻R4-R7、電容C3組成，其中Q1的1腳接比較器U1的4腳，2腳串接電阻R7接電源P18V_OVP，3腳接地，電阻R4接Q1的1腳與電源P18V_OVP之間，R7接Q1的2腳與電源P18V_OVP之間，Q1的1腳串接R5接地，電容C3電阻R6并接Q1的2、3腳；場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3組成開(kāi)關(guān)器件，其中Q2、Q3的1腳并接Q1的2腳，Q2、Q3的5腳并接，Q2的2腳接插接件J1的5腳，Q3的2腳接電源SYS_OVP輸出；過(guò)壓保護(hù)模塊C是由場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q5電阻R8-R10、電容C4組成，其中，Q4的2腳接比較器U1的5腳，3腳接電源P18V_CONN輸出，1腳接電阻R8、R9的中間接點(diǎn)，電阻R8、R9串接電源P18V_CONN與Q5的3腳之間，Q5的1腳串接電阻R10接電源SYS_ACOK輸出，2腳接地，電容C4并接Q5的1、2腳之間；具體控制步驟如下當(dāng)市電通過(guò)AC-DC電源轉(zhuǎn)換出的直流電PBUS 18.5V高于設(shè)定PBUS 18V供給系統(tǒng)后，SYS_ACOK狀態(tài)為高，Q5導(dǎo)通，R8、R9分得Q4的Gate端控制電壓Vg高于8V；Q4導(dǎo)通，由于R4、R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓高于8V，Q1被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，Q2、Q3的3腳沒(méi)有電流通過(guò)，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后端設(shè)備被電源擊毀；當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)R1、R2設(shè)定保護(hù)電路啟動(dòng)點(diǎn)為8.25V，SIG為系統(tǒng)偵測(cè)信號(hào)，電位規(guī)格為3.3V，則比較器U1輸出OVP_GATE為低；Q1關(guān)閉不導(dǎo)通，則Q2、Q3受高電平控制打開(kāi)導(dǎo)通，SIG可以正常傳輸數(shù)據(jù)給后端設(shè)備；當(dāng)連接器或主板線路中出現(xiàn)信號(hào)線短路到電源線的情況時(shí)，偵測(cè)信號(hào)SIG電壓瞬間短路到16.5V，VOLTAGE_SENSE電壓迅速升高，當(dāng)VOLTAGE_SENSE＞8.25V時(shí)，U1輸出變成高，由R4、R5設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓變?yōu)?.25V，Q1被打開(kāi)導(dǎo)通到地，Q2、Q3的Gate端控制電壓Vg被拉低；Q2、Q3被關(guān)閉，保護(hù)電路啟動(dòng)，從而有效防止SIG信號(hào)后端設(shè)備被電源擊毀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與過(guò)壓保護(hù)控制裝置，該裝置通過(guò)對(duì)電源及信號(hào)的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而預(yù)防短路故障的發(fā)生，裝置包括狀態(tài)監(jiān)控模塊A智能保護(hù)模塊B和過(guò)壓保護(hù)模塊C，其中，狀態(tài)監(jiān)控模塊A負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)偵測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的電位狀態(tài)；狀態(tài)監(jiān)控模塊A是由比較器U1、電阻R1、R2、R3電容C1、C2電源接插件J1組成，比較器U1的5腳接電源P18V_OVP，4腳接智能保護(hù)模塊B，3腳接地，1腳接電阻R1、R2的中間接點(diǎn)，2腳串接電阻R3接插接件J1的5腳，電阻R1、R2串接比較器U1的3腳和5腳之間，電容C2并接比較器U1的3腳和5腳，電源插接件J1的1腳串接熔斷絲FUSE電源P18V_CONN，3腳4腳并接接地，電容C1與1腳4腳并接。
文檔編號(hào)H02H3/20GK101719655SQ200910256548
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者楊周, 鄭輝 申請(qǐng)人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司