CN112310937B - 一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片 - Google Patents

一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种缓启动保护电路，包括：保护芯片、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，通过本申请的缓启动保护电路，能够监测到电压输入端电压和第一开关管的控制端电压，从而这两个电压发生变化时，缓启动保护电路内部能够做出正确的开启和关断动作，提高保护的准确性，同时在一定程度上减缓了开关管的开启速度，有效减小了冲击电流对元器件和***的影响。相应的本申请还公开了一种电路保护集成芯片。

Description

一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片
技术领域
本发明涉及服务器电路保护领域，特别涉及一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片。
背景技术
随着服务器和台式机设备的可靠性要求的不断提高，出现了适配器与电源主板间支持热插拔的需求。为了稳定主板的供电，输入端会加大电容的容量，在热插拔过程中，会出现较大的冲击电流，易造成总线电压不稳和元器件的损坏，导致电路失效。
现有的缓启动方案，一般是通过RC延时稳压的方式来控制MOS管栅极电压的爬升时间，使MOS管缓慢开启达到减小冲击电流的效果，但这种方案在一定程度上存在误动作的风险。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片，避免缓启动时误动作出现。其具体方案如下：
一种缓启动保护电路，包括：保护芯片、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中：
所述第一开关管的第一端连接电压输入端，第二端连接电压输出端，控制端通过所述第二电阻与所述第四开关管的第一端连接；
所述第一电阻和所述第一电容并联于所述第一开关管的第一端和控制端之间；
所述第二开关的第一端与所述电压输入端连接，所述第二开关的第二端通过所述第三电阻与所述第一开关管的控制端连接；
所述第四电阻的第一端与所述电压输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接；
所述第五电阻的第一端与所述第四开关管的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端、所述第三开关管的控制端均连接；
所述第六电阻的第二端与所述第三开关管的第一端均接地；
所述第三开关管的第二端通过所述第七电阻与所述第二开关管的控制端连接；
所述第四开关管的第二端接地，所述第四开关管的控制端接收所述保护芯片的过流信号，以保护所述电压输出端的后级电路。
优选的，所述第一开关管为PMOS管，该PMOS管的源极作为所述第一开关管的第一端，该PMOS管的漏极作为所述第一开关管的第二端。
优选的，所述第四开关管为NMOS管，该NMO管的漏极作为所述第四开关管的第一端，该NMOS管的源极作为所述第四开关管的第二端。
优选的，所述第四开关管为三极管。
优选的，所述第二开关管和所述第三开关管均为三极管。
优选的，所述保护芯片具体用于：
判断所述电压输入端的总线电流是否满足预设条件；
若是，输出所述过流信号，以断开所述第四开关管。
相应的，本申请还公开了一种电路保护集成芯片，包括：
如上文任一项所述缓启动保护电路的集成电路。
本申请公开了一种缓启动保护电路，能够监测到电压输入端电压和第一开关管的控制端电压，从而这两个电压发生变化时，缓启动保护电路内部能够做出正确的开启和关断动作，提高保护的准确性，同时在一定程度上减缓了开关管的开启速度，有效减小了冲击电流对元器件和***的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种缓启动保护电路的结构分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
现有的缓启动方案，一般是通过RC延时稳压的方式来控制MOS管栅极电压的爬升时间，使MOS缓慢开启达到减小冲击电流的效果，但这种方案上在一定程度上存在误动作的风险。本申请公开了一种缓启动保护电路，能够监测到电压输入端电压和第一开关管的控制端电压，从而这两个电压发生变化时，缓启动保护电路内部能够做出正确的开启和关断动作，提高保护的准确性，同时在一定程度上减缓了开关管的开启速度，有效减小了冲击电流对元器件和***的影响。
本发明实施例公开了一种缓启动保护电路，包括：保护芯片C、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，其中：
第一开关管Q1的第一端连接电压输入端VIN，第二端连接电压输出端VOUT，控制端通过第二电阻R2与第四开关管Q4的第一端连接；
第一电阻R1和第一电容C1并联于第一开关管Q1的第一端和控制端之间；
第二开关的第一端与电压输入端VIN连接，第二开关的第二端通过第三电阻R3与第一开关管Q1的控制端连接；
第四电阻R4的第一端与电压输入端VIN连接，第四电阻R4的第二端与第二开关管Q2的控制端连接；
第五电阻R5的第一端与第四开关管Q4的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端、第三开关管Q3的控制端均连接；
第六电阻R6的第二端与第三开关管Q3的第一端均接地；
第三开关管Q3的第二端通过第七电阻R7与第二开关管Q2的控制端连接；
第四开关管Q4的第二端接地，第四开关管Q4的控制端接收保护芯片C的过流信号CTL，以保护电压输出端VOUT的后级电路。
其中，保护芯片C具体用于：
判断电压输入端VIN的总线电流是否满足预设条件；
若是，输出过流信号CTL，以断开第四开关管Q4。
进一步的，在各开关管的选型上，第一开关管Q1为PMOS管，也即现有技术中的功率MOS管，第四开关管Q4可选NMOS管或三极管，第二开关管Q2和第三开关管Q3均可选为三极管，其中：
第一开关管Q1为PMOS管，该PMOS管的源极作为第一开关管Q1的第一端，该PMOS管的漏极作为第一开关管Q1的第二端。
当第四开关管Q4为NMOS管，该NMO管的漏极作为第四开关管Q4的第一端，该NMOS管的源极作为第四开关管Q4的第二端。
第二开关管Q2和第三开关管Q3均为三极管，其中第二开关管Q2为PNP型三极管，该三极管的发射极作为第二开关管Q2的第一端，集电极作为第二开关管Q2的第二端；第三开关管Q3为NPN型三极管，该三极管的发射极作为第三开关管Q3的第一端，集电极作为第三开关管Q3的第二端。
具体的，缓启动保护电路的工作过程如下：
当保护芯片C检测到总线电流满足预设条件，输出过流信号CTL，第四开关管Q4断开，导致第三开关管Q3导通，第二开关管Q2栅极电压为低，达到导通条件，第二开关管Q2导通，第三电阻R3两端的电压均为VIN，第一开关管Q1的栅极和源极的电压不满足导通条件，第一开关管Q1断开，起到保护电压输出端VOUT的后级电路的作用。
当保护芯片C检测到总线电流恢复正常，保护芯片C停止输出过流信号CTL，第四开关管Q4导通，第三开关管Q3的第二端电压由高变低，第三开关管Q3断开，第二开关管Q2的栅极电压为高电平，无导通条件，第二开关管Q2断开，因为第一电容C1两端电压不会突变，通过第一电阻R1放电，电压逐渐降至保护芯片C对应的预设电压值，达到第一开关管Q1的开启条件，第一开关管Q1导通，电路正常工作。这一过程中，缓启动保护电路起到了缓启作用。
本申请实施例公开了一种缓启动保护电路，能够监测到电压输入端电压和第一开关管的控制端电压，从而这两个电压发生变化时，缓启动保护电路内部能够做出正确的开启和关断动作，提高保护的准确性，同时在一定程度上减缓了开关管的开启速度，有效减小了冲击电流对元器件和***的影响。
相应的，本申请实施例还公开了一种电路保护集成芯片，包括：
如上文任一项实施例缓启动保护电路的集成电路。
其中，本实施例中缓启动保护电路的具体细节可参照上文实施例，此处不再赘述。
其中，本实施例具有与上文实施例相同的有益效果，此处不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种缓启动保护电路及电路保护集成芯片进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种缓启动保护电路，其特征在于，包括：保护芯片、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中：
所述第一开关管的第一端连接电压输入端，第二端连接电压输出端，控制端通过所述第二电阻与所述第四开关管的第一端连接；
所述第一电阻和所述第一电容并联于所述第一开关管的第一端和控制端之间；
所述第二开关的第一端与所述电压输入端连接，所述第二开关的第二端通过所述第三电阻与所述第一开关管的控制端连接；
所述第四电阻的第一端与所述电压输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接；
所述第五电阻的第一端与所述第四开关管的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端、所述第三开关管的控制端均连接；
所述第六电阻的第二端与所述第三开关管的第一端均接地；
所述第三开关管的第二端通过所述第七电阻与所述第二开关管的控制端连接；
所述第四开关管的第二端接地，所述第四开关管的控制端接收所述保护芯片的过流信号，以保护所述电压输出端的后级电路；
具体的，缓启动保护电路的工作过程如下：
当保护芯片检测到总线电流满足预设条件，输出过流信号CTL，第四开关管断开，导致第三开关管导通，第二开关管栅极电压为低，达到导通条件，第二开关管导通，第三电阻两端的电压均为VIN，第一开关管的栅极和源极的电压不满足导通条件，第一开关管断开，起到保护电压输出端VOUT的后级电路的作用；
当保护芯片检测到总线电流恢复正常，保护芯片停止输出过流信号CTL，第四开关管导通，第三开关管的第二端电压由高变低，第三开关管断开，第二开关管的栅极电压为高电平，无导通条件，第二开关管断开，因为第一电容两端电压不会突变，通过第一电阻放电，电压逐渐降至保护芯片对应的预设电压值，达到第一开关管的开启条件，第一开关管导通，电路正常工作。
2.根据权利要求1所述缓启动保护电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，该PMOS管的源极作为所述第一开关管的第一端，该PMOS管的漏极作为所述第一开关管的第二端。
3.根据权利要求2所述缓启动保护电路，其特征在于，所述第四开关管为NMOS管，该NMOS 管的漏极作为所述第四开关管的第一端，该NMOS管的源极作为所述第四开关管的第二端。
4.根据权利要求2所述缓启动保护电路，其特征在于，所述第四开关管为三极管。
5.根据权利要求1所述缓启动保护电路，其特征在于，所述第二开关管和所述第三开关管均为三极管。
6.根据权利要求1至5任一项所述缓启动保护电路，其特征在于，所述保护芯片具体用于：
判断所述电压输入端的总线电流是否满足预设条件；
若是，输出所述过流信号，以断开所述第四开关管。
7.一种电路保护集成芯片，其特征在于，包括：
如权利要求1至6任一项所述缓启动保护电路的集成电路。
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