CN104199535A - 一种数字电源供电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种支持离线分析数字电源故障的数字电源供电装置和方法，所述装置和方法包括三种通电支路。正常工作时，第一通路支路为超级电容充电，第二通电支路为数字电源供电；在主板电源断电的情况下，第三通电支路开始工作，利用超级电容的功率密度高的特点，所有的数字电源芯片及内部集成电路总线I2C的供电，通过硬件设计都自动切换到超级电容来供电。本发明使得所有数字电源的寄存器信息即使在主板没有任何供电的情况下也会保存一段时间，研发人员可以在这段时间内把主板拆卸下来，通过I2C输入端读取各数字电源芯片的寄存器信息对故障进行离线诊断分析。

Description

一种数字电源供电装置及方法
技术领域
本发明涉及电子硬件涉及技术，尤其涉及一种数字电源供电装置及方法。
背景技术
随着数字控制技术的发展和市场需求的驱动，数字电源在服务器等高端产品中得到广泛的应用，它实现了数字和模拟技术的融合，提供很强的适应性与灵活性，能直接监视电源的温度，输入/出电流，输入/出电压等，故障状态信息甚至时间标记等信息可以存储在存储器中，方便故障诊断。但当主板电源断电或离线的故障情况产生时，由于数字电源的各芯片断电，芯片内部寄存器无法保存故障信息，因此很难实现在离线的情况下定位电源故障的问题点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种数字电源供电装置及方法，能够在主板电源断电或离线情况下，对电源故障进行离线诊断分析。
为了达到上述目的，本发明提出了一种数字电源供电装置，其特征在于，所述装置包括第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路及储能元件。
所述第一通电支路，用于在***电源供电时，为所述储能元件充电。
所述第二通电支路，用于在所述***电源供电时，为所述数字电源供电。
所述第三通电支路，用于在所述***电源停止供电时，通过所述储能元件为所述数字电源供电。
优选地，所述储能元件为超级电容Super CAP。
优选地，所述第一通电支路包括：第一开关元件(D1)、分流元件(R100)和所述Super CAP；所述第一开关元件(D1)的正极与***电源(P3V3)连接，所述第一开关元件(D1)的负极与所述(R100)的一端相连，所述(R100)的另一端与所述Super CAP的正极相连，所述Super CAP的负极接地。
优选地，所述第二通电支路包括：第二开关元件(D2)；所述第二开关元件(D2)的正极与***电源(P3V3)连接，所述第二开关元件(D2)的负极与数字电源的供电电源输入端(P3V3_Dual)相连。
优选地，所述第三通电支路包括：所述第三开关元件(D3)；所述第三开关元件(D3)的正极与所述Super CAP的正极相连，所述第三开关元件(D3)的负极与数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual相连。
本发明还提出一种数字电源供电方法，其特征在于，所述方法包括将供电装置设置为第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路及储能元件。
所述第一通电支路在***电源供电时，为所述储能元件充电。
所述第二通电支路在所述***电源供电时，为所述数字电源供电。
所述第三通电支路在所述***电源停止供电时，通过所述储能元件为所述数字电源供电。
优选地，所述储能元件为超级电容Super CAP。
优选地，所述第一通电支路对所述储能元件进行充电的步骤包括：第一开关元件(D1)导通，所述***电源通过依次连接的第一开关元件(D1)和分流元件(R100)为所述Super CAP充电。
优选地，所述第二通电支路为所述数字电源供电的步骤包括：第二开关元件(D2)导通；所述***电源通过所述第二开关元件(D2)和数字电源的供电电源输入端(P3V3_Dual)为所述数字电源供电。
优选地，所述第三通电支路为所述数字电源供电的步骤包括：第三开关元件(D3)导通；所述Super CAP放电，通过所述第三开关元件(D3)和数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual为所述数字电源供电。
与现有技术相比，本发明提出了一种数字电源供电装置和方法，所述装置和方法包括三种通电支路。正常工作时，第一通路支路为超级电容充电，第二通电支路为数字电源供电；在主板电源断电的情况下，第三通电支路开始工作，利用超级电容的功率密度高的特点，所有的数字电源芯片及内部集成电路总线I2C的供电，通过硬件设计都自动切换到超级电容来供电。本发明使得所有数字电源的寄存器信息即使在主板没有任何供电的情况下也会保存一段时间，研发人员可以在这段时间内把主板拆卸下来，通过内部集成电路总线I2C输入端读取各数字电源芯片的寄存器信息对故障进行离线诊断分析，进而迅速定位问题所在。
附图说明
下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
图1为本发明的超级电容供电电路图；
图2为本发明的数字电源结构框图；
图3A为正常工作时，***电源为超级电源充电，为数字电源供电的工作模式示意图；
图3B为***断电时，超级电容为数字电源及内部集成电路总线I2C供电的工作模式示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。
超级电容近几年的发展也非常迅速，越来越小型化，越来越低廉。并且具有功率密度高，充放电时间短，循环寿命长，工作温度范围宽等优点。在某些场合已经能完全替代电池，并且广泛应用。
本发明利用数字电源和超级电容的特点，将两者通过硬件设计结合在一起。提出了一种支持离线分析数字电源故障的数字电源供电装置和方法，所述装置和方法包括三种通电支路，分别提供了三种工作模式。正常工作时，第一通路支路为超级电容充电，第二通电支路为数字电源供电；在主板电源断电的情况下，第三通电支路开始工作，利用超级电容的功率密度高的特点，所有的数字电源芯片及内部集成电路总线I2C的供电，通过硬件设计都自动切换到超级电容来供电。这样所有数字电源的寄存器信息即使在主板没有任何供电的情况下也会保存一段时间，研发人员可以在这段时间内把主板拆卸下来，通过内部集成电路总线I2C输入端读取各数字电源芯片的寄存器信息对故障进行离线诊断分析，进而迅速定位问题所在。
首选，如图1所示，本发明提出了一种数字电源供电装置，所述装置包括第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路及储能元件。
三种通电支路分别提供三种工作模式，具体地三种工作模式可参考图3所示。
第一通电支路，用于在***电源供电时，为所述储能元件充电。
第二通电支路，用于在所述***电源供电时，为所述数字电源供电。
第三通电支路，用于在所述***电源停止供电时，通过所述储能元件为所述数字电源供电。
其中，第一通电支路包括：第一开关元件D1、充电限流电阻R100和超级电容Super CAP。
具体地，在该第一通电支路中，第一开关元件D1的正极与***电源P3V3连接，第一开关元件D1的负极与R100的一端相连，R100的另一端与SuperCAP的正极相连，Super CAP的负极接地。
如图3A所示，正常工作时，第三通电支路闭合；***电源P3V3通过第一开关元件D1、R100为Super CAP充电。
第二通电支路包括：第二开关元件D2。
具体地，在所述第二通电支路中，第二开关元件D2的正极与***电源P3V3连接，第二开关元件D2的负极与数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual相连。
如图3A所示，正常工作时，第三通电支路闭合；***电源P3V3通过第二开关元件D2和数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual为数字电源提供数字形式的电源VCC。
第三通电支路包括：第三开关元件D3。
具体地，在所述第三通电支路中，所述第三开关元件D3的正极与SuperCAP的正极相连，所述第三开关元件D3的负极与P3V3_Dual相连。
如图3B所示，当主板断电或离线时，第一通电支路和第二通电支路闭合，第三通电支路导通，Super CAP放电，通过第三开关元件D3为数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual及内部集成电路总线I2C供电。使数字电源的各种芯片正常工作。如图2所示，P3V3_Dual是专门给数字电源芯片和I2C供电的电源power。此时，***电源P3V3为0V，由于超级电容通过D3给P3V3_Dual供电，这个时候数字电源和I2C是有电的。
优选地，本发明中的开关元件可以是二极管，分流元件可以是充电限流电阻。
该数字电源供电装置可以支持离线分析数字电源故障，当主板断电或离线时，由于Super CAP供电，VCC有电并一直存在，没有使能信号EN，所述数字电源的芯片处在静态工作状态，消耗电流在uA级，芯片的内部寄存器的信息被保存下来，在主板断电或离线期间，维护人员使用I2C分析工具连接到I2C连接器上，读取每个所述芯片的所述内部寄存器的信息，进行故障分析。能过快速的找出哪里出了问题。
另外，本发明还提出了一种数字电源供电方法，所述方法包括将供电装置设置为第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路，及储能元件，三种通电支路在三种工作模式下工作。具体地三种工作模式可参考图3所示。
第一通电支路在***电源供电时，为储能元件充电。
第二通电支路在***电源供电时，为数字电源供电。
第三通电支路在所述***电源停止供电时，通过储能元件为数字电源供电。
优选地，该储能元件为超级电容Super CAP。
其中，第一通电支路包括：第一开关元件D1、充电限流电阻R100和超级电容Super CAP。
具体地，在该第一通电支路中，第一开关元件D1的正极与***电源P3V3连接，第一开关元件D1的负极与R100的一端相连，R100的另一端与SuperCAP的正极相连，Super CAP的负极接地。
如图3A所示，正常工作时，第三通电支路闭合；***电源P3V3通过第一开关元件D1、R100为Super CAP充电。
第二通电支路包括：第二开关元件D2。
具体地，在所述第二通电支路中，第二开关元件D2的正极与***电源P3V3连接，第二开关元件D2的负极与数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual相连。
如图3A所示，正常工作时，第三通电支路闭合；***电源P3V3通过第二开关元件D2和数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual为数字电源提供数字形式的电源VCC。
第三通电支路包括：第三开关元件D3。
具体地，在所述第三通电支路中，所述第三开关元件D3的正极与SuperCAP的正极相连，所述第三开关元件D3的负极与P3V3_Dual相连。
如图3B所示，当主板断电或离线时，第一通电支路和第二通电支路闭合，第三通电支路导通，Super CAP放电，通过第三开关元件D3为数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual及内部集成电路总线I2C供电。使数字电源的各种芯片正常工作。如图2所示，P3V3_Dual是专门给数字电源芯片和I2C供电的电源power。此时，***电源P3V3为0V，由于超级电容通过D3给P3V3_Dual供电，这个时候数字电源和I2C是有电的。
优选地，本发明中的开关元件可以是二极管，分流元件可以是充电限流电阻。
该数字电源供电装置可以支持离线分析数字电源故障，当主板断电或离线时，由于Super CAP供电，VCC有电并一直存在，没有使能信号EN，所述数字电源的芯片处在静态工作状态，消耗电流在uA级，芯片的内部寄存器的信息被保存下来，在主板断电或离线期间，维护人员使用I2C分析工具连接到I2C连接器上，读取每个所述芯片的所述内部寄存器的信息，进行故障分析。能过快速的找出哪里出了问题。
需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字电源供电装置，其特征在于，所述装置包括第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路及储能元件；
所述第一通电支路，用于在***电源供电时，为所述储能元件充电；
所述第二通电支路，用于在所述***电源供电时，为所述数字电源供电；
所述第三通电支路，用于在所述***电源停止供电时，通过所述储能元件为所述数字电源供电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能元件为超级电容Super CAP。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一通电支路包括：第一开关元件(D1)、分流元件(R100)和所述Super CAP；所述第一开关元件(D1)的正极与***电源(P3V3)连接，所述第一开关元件(D1)的负极与所述(R100)的一端相连，所述(R100)的另一端与所述Super CAP的正极相连，所述Super CAP的负极接地。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二通电支路包括：第二开关元件(D2)；所述第二开关元件(D2)的正极与***电源(P3V3)连接，所述第二开关元件(D2)的负极与数字电源的供电电源输入端(P3V3_Dual)相连。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第三通电支路包括：所述第三开关元件(D3)；所述第三开关元件(D3)的正极与所述Super CAP的正极相连，所述第三开关元件(D3)的负极与数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual相连。
6.一种数字电源供电方法，其特征在于，所述方法包括将供电装置设置为第一通电支路、第二通电支路、第三通电支路及储能元件；
所述第一通电支路在***电源供电时，为所述储能元件充电；
所述第二通电支路在所述***电源供电时，为所述数字电源供电；
所述第三通电支路在所述***电源停止供电时，通过所述储能元件为所述数字电源供电。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储能元件为超级电容Super CAP。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第一通电支路对所述储能元件进行充电的步骤包括：第一开关元件(D1)导通，所述***电源通过依次连接的第一开关元件(D1)和分流元件(R100)为所述Super CAP充电。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二通电支路为所述数字电源供电的步骤包括：第二开关元件(D2)导通；所述***电源通过所述第二开关元件(D2)和数字电源的供电电源输入端(P3V3_Dual)为所述数字电源供电。
10.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第三通电支路为所述数字电源供电的步骤包括：第三开关元件(D3)导通；所述Super CAP放电，通过所述第三开关元件(D3)和数字电源的供电电源输入端P3V3_Dual为所述数字电源供电。
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