(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 213072104 U(45)授权公告日 2021.04.27
(21)申请号 202021833360.7(22)申请日 2020.08.28
(73)专利权人 苏州浪潮智能科技有限公司
地址 215100 江苏省苏州市吴中区吴中经
济开发区郭巷街道官浦路1号9幢(72)发明人 林天祥
(74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公
司 37205
代理人 徐胭脂(51)Int.Cl.
H02H 9/02(2006.01)
权利要求书2页 说明书6页 附图7页
(54)实用新型名称
一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路(57)摘要
本新型提供一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路。均流用电路包括基准电压接入端和一组Mosfet/E‑fuse分流保护电路：每个Mosfet/E‑fuse分流保护电路均配设有电压比较器；基准电压接入端依次串联电阻R1、R2后接地；各电压比较器的正相输入端，均连接在R1和R2之间的连线上；各电压比较器的反相输入端，均连接对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路的电流脚位Imon；各电压比较器的输出端，均连接对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路的第一使能端。均流用芯片上集成有输出电平信号引出线、使能信号传输线以及所述的基准电压接入端、电压比较器、R1和R2。热插拔均流控制用电路包括热插拔控制器和所述的均流用芯片、输出电平信号引出线、使能信号传输线及Mosfet/E‑fuse分流保护电路。该新型用于实现电路均流。
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权 利 要 求 书
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1.一种均流用电路，包括一组配合使用的Mo sfet/E‑fus e分流保护电路，每相Mosfet/E‑fus e分流保护电路均带有用于控制整个分流保护电路的开启与关闭的第一使能端和用于侦测并回传其内流经的电流的电流脚位Imon，各Mo sfet/E‑fuse分流保护电路的电路输出端并联后与一负载电流输出端(5)相连；其特征在于，该均流用电路还包括用于输入基准电压的基准电压接入端(1)，其中：
每个Mosfet/E‑fuse分流保护电路均单独配设有一个电压比较器(6)；基准电压接入端(1)依次串联第一电阻R1、第二电阻R2后接地；各电压比较器(6)的正相输入端，均连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的连线上；各电压比较器(6)的反相输入端，均连接电压比较器(6)各自对应Mo sfet/E‑fuse分流保护电路的电流脚位Imon；
各电压比较器(6)的输出端，均连接电压比较器(6)各自对应Mo sfet/E‑fuse分流保护电路的第一使能端。
2.根据权利要求1所述的均流用电路，其特征在于，各电压比较器(6)的反相输入端均接入同一个电流加法器S的输入端，电流加法器S的输出端连有一个电流信号传输线(2)。
3.根据权利要求1或2所述的均流用电路，其特征在于，
每个电压比较器(6)的输出端均连有一个用于采集其输出的电平信号的输出电平信号引出线(7)；
每个输出电平信号引出线(7)各自配设有一个用于接入外界控制电路发来的用于控制Mo sfet/E‑fus e分流保护电路的开闭的控制信号的使能信号传输线(8),所述使能信号传输线(8)的第一端与对应Mo sfet/E‑fus e分流保护电路的第一使能端相连、第二端用于连接所述的外界控制电路。
4.根据权利要求1或2所述的均流用电路，其特征在于，该均流用电路还包括基准电压(9)，该基准电压(9)的电源输出端与基准电压接入端(1)相连。
5.一种均流用芯片，包括芯片本体，其特征在于，该芯片本体上集成有权利要求2‑3中任一项权利要求中所述的基准电压接入端(1)、电压比较器(6)、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，
在均流用电路包括电流加法器S时，所述芯片本体上集成有该电流加法器S；
均流用电路的每个电压比较器(6)均配设有输出电平信号引出线(7)并且每个所述输出电平信号引出线(7)均配设有使能信号传输线(8)时：所述芯片本体上集成有相应数量的EN使能信号输出引脚(12)和比较器输出电平采集引脚(11)；EN使能信号输出引脚(12)的数量以及比较器输出电平采集引脚(11)的数量，均与电压比较器(6)的数量相等；各使能信号传输线(8)的第一端均一对一地接入所述的EN使能信号输出引脚(12)；各所述输出电平信号引出线(7)的第一端均一对一地接入所述的比较器输出电平采集引脚(11)。
6.根据权利要求5所述的均流用芯片，其特征在于，所述芯片本体采用热插拔控制芯片。
7.一种热插拔均流控制用电路，其特征在于，包括热插拔控制器和权利要求5‑6中任一项所述的均流用芯片，以及包括权利要求3中所述的输出电平信号引出线(7)、使能信号传输线(8)及Mo sfet/E‑fus e分流保护电路，其中：
所述的热插拔控制器上带有EN使能信号输出脚和监控电流输入引脚；
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权 利 要 求 书
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所述的均流用芯片上带有EN使能信号输入脚；
所述的EN使能信号输出脚与所述的EN使能信号输入脚相连，所述的监控电流输入引脚与所述均流用芯片上集成的均流用电路的电流信号传输线(2)的自由端相连。
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说 明 书
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一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及服务器领域，具体涉及一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路。
背景技术
[0002]在服务器领域，目前所使用的系统已越来越需要更大的功率来支持系统的能量，为了安全上的考虑，现有服务器系统往往设计相应数量的Mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)或E‑fuse(电子保险丝)达到过电流和过电压的保护。服务器内一些大功率的系统组件(比如功率在1500W或1500W以上的连接器等服务器系统组件)往往是需要电源供应器提供电压源，其在通过电源供应器(Power Supply)提供电压源时往往会增加保护机制(一般是热插拔的保护机制)，来达到涌浪电流、过电流或过电压等保护，使系统更安全，可在短路或是异常时避免造成更大的损害。[0003]而现今的保护机制，通常是包括一组配合使用的分流保护电路,然后配设一个控制芯片进行分流控制。具体地，上述分流保护电路通常有两种，一种是基于Mosfet分流，另一种是基于E‑fuse分流。其中，上述基于Mosfet分流的分流保护电路(即Mosfet分流保护电路)中，Mosfet的gate闸是整个分流电路的使能端，Mosfet前端串联有R‑shunt(分流电阻又可叫做电流检测电阻)用来侦侧流经整个分流电路的电流并传回(一般是通过在R‑shunt的电流输入端设置电流脚位用于传回流经分流电路的电流)，控制芯片连接到该使能端用于直接控制整个分流保护电路的开启(使能接通)与关闭(断路)。其中，上述基于E‑fuse分流的分流保护电路(即E‑fuse分流保护电路)中，E‑fuse本身带有使能端、并带有用于侦侧流经整个分流电路的电流并传回侦测电流的电流脚位。控制芯片连接到E‑fuse的使能端，通过E‑fuse的使能端直接控制所在分流保护电路的开启与关闭。[0004]而在目前的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)设计中往往很注意负载电流及来源电流的流向，而且负载电流较大时往往需要使用更多数量的分流保护电路。如果负载电流与来源电流(如图6和图7中的“Power Supply”提供的电流)的电流方向不是顺向(如图6所示)而是呈90°角(如图7所示)，这就极易造成转折内侧的分流保护电路中的电流过大，此时电流过大的该相分流保护电路极有可能需要承受比预期大的电流，一定程度上极有可能会损坏该相分流保护电路。可见上述现今的保护机制，无法对各分流保护电路起到均流作用。其中图6与图7中的箭头均表示电流方向；图6与图7中的“Device/Connector”，代表服务器PCB上需要通过Power Supply供电的大功率负载，可以是设备也可以是连接器。[0005]为此，本实用新型提供一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路，用于解决上述问题。
实用新型内容
[0006]针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路，用于实现电路均流。
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说 明 书
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第一方面，本实用新型提供一种均流用电路，包括一组配合使用的Mosfet/E‑fuse
分流保护电路，每相Mosfet/E‑fuse分流保护电路均带有用于控制整个分流保护电路的开启与关闭的第一使能端和用于侦测并回传其内流经的电流的电流脚位Imon，各Mosfet/E‑fuse分流保护电路的电路输出端并联后与一负载电流输出端相连；该均流用电路还包括用于输入基准电压的基准电压接入端，其中：
[0008]每个Mosfet/E‑fuse分流保护电路均单独配设有一个电压比较器；[0009]基准电压接入端依次串联第一电阻R1、第二电阻R2后接地；[0010]各电压比较器的正相输入端，均连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的连线上；[0011]各电压比较器的反相输入端，均连接电压比较器各自对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路的电流脚位Imon；
[0012]各电压比较器的输出端，均连接电压比较器各自对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路的第一使能端。[0013]进一步地，各电压比较器的反相输入端均接入同一个电流加法器S的输入端，电流加法器S的输出端连有一个电流信号传输线。[0014]进一步地，每个电压比较器的输出端均连有一个用于采集其输出的电平信号的输出电平信号引出线；
[0015]每个输出电平信号引出线各自配设有一个用于接入外界控制电路发来的用于控制Mosfet/E‑fuse分流保护电路的开闭的控制信号的使能信号传输线,所述使能信号传输线的第一端与对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路的第一使能端相连、第二端用于连接所述的外界控制电路。[0016]进一步地，所述均流用电路还包括基准电压，该基准电压的电源输出端与基准电压接入端相连。
[0017]第二方面，本实用新型提供一种均流用芯片，包括芯片本体，该芯片本体上集成有以上各方面所述的基准电压接入端、电压比较器、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，[0018]在均流用电路包括电流加法器S时，所述芯片本体上集成有该电流加法器S；
[0019]在均流用电路的每个电压比较器均配设有输出电平信号引出线并且每个所述输
所述芯片本体上集成有相应数量的EN使能出电平信号引出线均配设有使能信号传输线时：
信号输出引脚和比较器输出电平采集引脚；EN使能信号输出引脚的数量以及比较器输出电平采集引脚的数量，均与电压比较器的数量相等；各使能信号传输线的第一端均一对一地接入所述的EN使能信号输出引脚；各所述输出电平信号引出线的第一端均一对一地接入所述的比较器输出电平采集引脚。[0020]进一步地，所述芯片本体采用热插拔控制芯片。[0021]第三方面，本实用新型提供一种热插拔均流控制用电路，包括热插拔控制器和以上各方面所述的均流用芯片，其中：
[0022]所述的热插拔控制器上带有EN使能信号输出脚和监控电流输入引脚；[0023]所述的均流用芯片上带有EN使能信号输入脚；
[0024]所述的EN使能信号输出脚与所述的EN使能信号输入脚相连，所述的监控电流输入引脚与所述均流用芯片上的电流信号传输线的自由端相连。[0025]本实用新型的有益效果在于，
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说 明 书
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(1)本实用新型提供的均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路，均能够
在Mosfet/E‑fuse分流保护电路中流过的电流超过其对应电压比较器的正相输入端中输入的均流标准值时，将该相Mosfet/E‑fuse分流保护电路的第一使能端拉低使其关闭，让电流往其他的相次流动，进而有助于达到均流目的。[0027](2)本实用新型提供的均流用电路、均流用芯片及热插拔均流控制用电路，还包括每个输出电平信号引出线和使能信号传输线，有助于在关闭时间长度达到预先设定的关闭时间长度阈值时，控制各关闭的相次再次打开，如此周而复始从而可达到均流作用。[0028]此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。附图说明
[0029]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。[0030]图1是本实用新型一个实施例的均流用电路的示意性电路图。[0031]图2是本实用新型一个实施例的均流用电路的示意性电路图。
[0032]图3是本实用新型一个实施例的均流用芯片的示意性电路原理图。[0033]图4为本实用新型另一个实施例的均流用芯片的示意性电路原理图。[0034]图5是本新型一个实施例的热插拔均流控制用电路的示意性电路原理图。[0035]图6是现有PCB设计中负载电流及来源电流的顺向的一个示意图。[0036]图7是现有PCB设计中负载电流及来源电流呈90°角的一个示意图。具体实施方式
[0037]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。[0038]实施例1：
[0039]图1是本实用新型一个实施例的均流用电路的示意性电路图。[0040]如图1所示，该均流用电路包括一组配合使用的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4，每相Mosfet/E‑fuse分流保护电路4均带有用于控制整个分流保护电路的开启与关闭的第一使能端(与图1中“EN”相对应)和用于侦测其内流经的电流并回传侦测的电流的电流脚位Imon(与图1中“Imon”相对应)，各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的电路输出端(与图1中“Vout”相对应)并联后与一负载电流输出端5相连。各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4均带有相互独立的电流接入端3。该均流用电路还包括基准电压接入端1，用于接入该均流用电路的基准电压。每个Mosfet/E‑fuse分流保护电路4均单独配设有一个电压比较器6。基准电压接入端1依次串联第一电阻R1、第二电阻R2后接地。各电压比较器6的正相输入端，均连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的连线上。各电压比较器6的反相输入端，均连接电压比较器6各自对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的电流脚位Imon。各电压比较器6的输出端，均
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连接电压比较器6各自对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端。[0041]该均流用电路使用前，可先依据实际需要将相应大小的基准电压接入基准电压接入端1，并将所需电源供应器(Power Supply)的电源输出端与各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的电流接入端3相连，并在负载电流输出端5接入待供电的负载(比如功率为1500W或1500以上的高密连接器)。
[0042]使用时(各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4均已处于开启状态)，基准电压向各电压比较器6的正相输入端提供参考电压，Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的电流脚位Imon会同步将各自电路内的电流的信息传回至对应电压比较器6的负相输入端，在电压比较器6的负相输入端输入的电压小于其正相输入端输入的电压(即均流标准值)时，电压比较器6的输出端输出高电平信号给对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端，Mosfet/E‑fuse分流保护电路4在其第一使能端接收到电压比较器6输出的该高电平信号后使能接通。在电压比较器6的负相输入端输入的电压大于其正相输入端输入的电压时，电压比较器6的输出端输出低电平信号给对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端，从而控制该对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路4关闭，以便电流往其他的相次去流动，从而达到一次均流。[0043]需要说明的是，本领域技术人员可基于本实施例中的均流用电路，设计出各自适用的均流电路。[0044]另外，为便于监控，各电压比较器6的反相输入端均接入同一个电流加法器S的输入端，电流加法器S的输出端连有一个电流信号传输线2。使用时，各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的电流脚位Imon传回的电流分别流向电流加法器S的输入端，经电流加法器S加和计算后，通过电流信号传输线2输出给外界电路用以对输出给负载的电流进行监控。外界电路可通过电流信号传输线2输出的电流的大小，实时监控通过该均流用电路输出至负载电流输出端5上接入的负载的电流。[0045]实施例2：
[0046]图2是本实用新型另一个实施例的均流用电路的示意性电路图。[0047]本实施例与实施例1相比，不同之处在于，本实施例中的均流用电路:每个电压比较器6的输出端均连有一个用于采集其输出的电平信号的输出电平信号引出线7；每个输出电平信号引出线7各自配设有一个用于接入外界控制电路发来的用于控制Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的开闭(即开启与关闭)的控制信号的使能信号传输线8,所述使能信号传输线8的第一端与对应Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端相连、第二端用于连接所述的外界控制电路。
[0048]在本实施例中，所述均流用电路还配设有基准电压9，所述基准电压9的电源输出端与基准电压接入端1相连。具体实现时，该基准电压9的大小可由本领域技术人员依据实际情况进行确定，并且该基准电压9可直接从服务器主板上取。[0049]本实施例中输出电平信号引出线7的使用，有助于外界控制电路检测电压比较器6的输出端输出的电平信号，以协助完成均流调控。[0050]本实施例中使能信号传输线8的使用，有助于外界控制电路通过使能信号传输线8主动控制处于关闭状态的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的使能开启。[0051]使用时，该均流用电路可与外界控制电路配合使用，具体地：[0052]首先，外界控制电路可通过使能信号传输线8控制处于关闭状态的Mosfet/E‑fuse
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分流保护电路4开启使用；[0053]再者，外界控制电路可通过输出电平信号引出线7实时获取各电压比较器6的输出端输出的电平信号，在获取到相应电压比较器6的输出端输出的电平信号由高电平变为低电平时，开始记录该相应电压比较器6对应的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4被关闭的时间长度，并可在所记录的时间长度达到预先设定的关闭时间长度阈值时，通过所对应的使能信号传输线8再次向该Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端发送高电平信号(使能信号)，从而控制该Mosfet/E‑fuse分流保护电路4再次开启。[0054]可见本实施例中的均流用电路，在每一相Mosfet/E‑fuse分流保护电路4中流过的电流超过电压比较器6的正相输入端中输入的电流时，该均流用电路均可将该相Mosfet/E‑fuse分流保护电路4的第一使能端拉低使其关闭，让电流往其他的相次流动，并有助于(外界控制电路)在关闭时间长度达到预先设定的关闭时间长度阈值时，控制对应的关闭的相次再次打开，如此周而复始从而达到均流的作用，继而有助于避免单相分流保护电路中电流过大损坏电路的现象的发生。[0055]实施例3：
[0056]图3是本实用新型所述均流用芯片的一个实施例。[0057]参见图3，本实施例中所述的均流用芯片，包括芯片本体13，该芯片本体13上集成有实施例1中所述的基准电压接入端1、电压比较器6、第一电阻R1、第二电阻R2和电流加法器S。
[0058]实施例4：
[0059]图4是本实用新型所述均流用芯片的另一个实施例。[0060]参见图4，包括芯片本体13’，该芯片本体13’上集本实施例中所述的均流用芯片，成有实施例2中所述的基准电压接入端1、电压比较器6、第一电阻R1、第二电阻R2、电流加法器S、输出电平信号引出线7和使能信号传输线8，并集成有相应数量的EN使能信号输出引脚12和相应数量的比较器输出电平采集引脚11。EN使能信号输出引脚12的数量以及比较器输出电平采集引脚11的数量，均与电压比较器6的数量相等。各所述使能信号传输线8的第二端均一对一地连接在所述的EN使能信号输出引脚12上。记每个输出电平信号引出线7的连
各输出电平接在电压比较器6的输出端上的一端均为对应输出电平信号引出线7的第一端。
信号引出线7的第二端，一对一地连接在所述的比较器输出电平采集引脚11上。其中，本实施例中的芯片本体13’具有实施例2中所述外界控制电路的全部功能，在此不再赘述。[0061]另外，本实施例中所述的芯片本体13’采用热插拔控制芯片。[0062]实施例5：
[0063]图5是本实用新型所述热插拔均流控制用电路的一个实施例。[0064]参见图5，该热插拔均流控制用电路包括热插拔控制器14和实施例4中所述的均流用芯片，以及包括实施例2中所述的Mosfet/E‑fuse分流保护电路4和基准电压9，其中：[0065]所述热插拔控制器14上带有EN使能信号输出脚14.1和监控电流输入引脚14.2；[0066]所述均流用芯片的芯片本体13’上带有EN使能信号输入脚13’.1；[0067]所述的EN使能信号输出脚13’.1与所述的EN使能信号输入脚14.1信号连接，所述的监控电流输入引脚14.2与所述均流用芯片上的电流信号传输线2的自由端相连。[0068]使用时，热插拔控制器14通过EN使能信号输出脚14.1向均流用芯片发送高电平信
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号(为使能信号)使能所述均流用芯片，该均流用芯片开始工作，并且其芯片本体13’在接收到热插拔控制器14发来的高电平使能信号后，通过各EN使能信号输出引脚12使能各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4开始工作；热插拔控制器14通过监控电流输入引脚14.2接收电流信号传输线2传来的电流信号，在接收到的电流信号超过预先设定的电流阈值(该电流阈值可由本领域技术人员依据负载电流输出端5上实际接入的负载的额定工作电流的大小情况进行设定，不会高于负载电流输出端5上实际接入的负载的额定工作电流)时，通过EN使能信号输出脚14.1向均流用芯片发送低电平信号控制所述的均流用芯片停止工作，所述均流用芯片的芯片本体13’在接收到热插拔控制器14发来的该低电平信号并且在停止工作之前，通过各EN使能信号输出引脚12对应控制各Mosfet/E‑fuse分流保护电路4关闭，从而达到保护负载电流输出端5上所接入的负载的作用。
[0069]本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0070]尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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