一种保护电路、电源和供电系统的制作方法

本发明涉及电力电气，尤其涉及一种保护电路、电源和供电系统。

背景技术：

1、大功率通信系统通常采用多电源模块(power supply unit，psu)并联方案，以保障供电的可靠性和冗余性。每个psu内部一般都设置有合路(oring)电路，其作用是防止多个psu并联时出现反向倒灌电流，确保各psu相互独立。oring电路可用二极管或金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)(后续简称“mos管”)来实现。若oring电路中的mos管失效，特别是短路失效，可能会引发故障静默，最终可能导致整个系统断电等严重且不可挽回的损失。

技术实现思路

1、为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种保护电路，通过检测被施加控制电压后的mos管的电压降与控制电压的电压差值是否处在设定阈值范围内，来快速地判断合路电路是否存在开路、短路等故障。另外，本技术还提供了与该合路检测电路对应的电源和供电系统。

2、为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例中提供了一种保护电路，包括：合路电路和合路检测电路，合路电路包括mos管，合路检测电路包括控制器，控制器，用于向mos管的栅极输入第一控制电压，并接收mos管的源极和漏极之间的第一电压降；以及在第一控制电压与第一电压降的电压差值不在设定阈值范围内的情况下，确定mos管处于短路或开路中的至少一种状态。

4、在该实施方式中，控制器可以向mos管的栅极输入控制电压，然后通过检测被施加控制电压后的mos管的电压降与控制电压的电压差值是否处在设定阈值范围内，来快速地判断合路电路是否存在开路、短路等故障。通过这种检测方式，保护电路可以及时地控制自身所在的大电路停止工作，避免出现mos管处于开路时导致烧坏器件、mos管处于短路时电流反灌引发的恶性事故。

5、在一种实施方式中，控制器，还用于在第一控制电压与第一电压降的电压差值在设定阈值范围内的情况下，向mos管的栅极输入第二控制电压，并接收mos管的源极和漏极之间的第二电压降；以及在第二控制电压与第二电压降的电压差值在设定阈值范围内的情况下，确定mos管处于正常状态。

6、在该实施方式中，在检测过程中，控制器可以连续两次向mos管提供不同的控制电压。只有在两次检测结果均验证为正确之后，控制器才会控制保护电路所在的大电路停止工作。这样的操作可以避免由于电路中的功率消耗或电压波动等因素对检测结果造成的影响，确保检测的准确性和可靠性。

7、在一种实施方式中，合路检测电路还包括运算放大器和减法器，运算放大器包括正向输入端、负向输入端和输出端，运算放大器的正向输入端与控制器的输出端电连接，运算放大器的输出端与mos管的栅极电连接；减法器包括正向输入端、负向输入端和输出端，减法器的正向输入端与mos管的漏极电连接，减法器的负向输入端与mos管的源极电连接，减法器的输出端与运算放大器的负向输入端和控制器的输入端电连接。

8、在该实施方式中，通过在控制器与mos管之间增加运算放大器，保持输入到mos管的驱动电压的稳定。通过在控制器与mos管之间增加减法器，实现对mos管的源极与漏极之间的电压降进行采集。

9、在一种实施方式中，第二控制电压大于第一控制电压。

10、在一种实施方式中，控制器输出第一控制电压与第二控制电压的时间间隔为预设时间，预设时间为大于或等于稳定时长，稳定时长为mos管的栅极的电压发生变化后的源极与漏极之间的电压降达到稳定的时间。

11、在该实施方式中，通过这样设置，可以防止第一控制电压在施加到mos管上时引起的电压降变化对第二控制电压在mos管上产生的效果造成影响，从而提高电路的稳定性和可靠性。

12、在一种实施方式中，控制器，还用于接收mos管处于断开状态时减法器输入的第三电压降，并在第三电压降为大于0的正值的情况下，确定mos管处于正常状态。

13、在该实施方式中，在合路电路不工作时，合路检测电路可以通过检测mos管的电压降是否大于0的正值，来快速地判断合路电路是否存在故障。通过这种检测方式，合路检测电路可以控制功率变换电路不开机，避免出现烧坏器件、引发起火等恶性事故。

14、在一种实施方式中，控制器，在输出第一控制电压之前，还用于获取历史状态字，历史状态字用于指示此之前检测到的故障状态；检查历史状态字中是否存在未解决的故障状态，并在历史状态字中不存在未解决的故障状态，确定mos管处于短路或开路中的至少一种状态。

15、在该实施方式中，控制器控制其输出端输出控制电压之前，会获取历史状态字，并对这些故障状态字进行检查，检查是否存在未解决的故障状态。如果存在未解决的故障状态，控制器会判定合路电路或电源存在潜在风险，从而阻止合路电路或电源启动工作，以确保设备的安全运行。

16、在一种实施方式中，合路电路还包括：体二极管，其输入端与mos管的源极电连接，其输出端与mos管的漏极电连接。

17、第二方面，本技术实施例中提供了一种合路电路的检测方法，保护电路包括合路电路和合路检测电路，合路电路包括mos管，合路检测电路包括控制器，方法由控制器执行，包括：向mos管的栅极输入第一控制电压；接收mos管的源极和漏极之间的第一电压降；检测第一控制电压与第一电压降的电压差值是否处在设定阈值范围内；在第一控制电压与第一电压降的电压差值不在设定阈值范围内的情况下，确定mos管处于短路或开路中的至少一种状态。

18、在一种实施方式中，方法还包括：在第一控制电压与第一电压降的电压差值在设定阈值范围内的情况下，向mos管的栅极输入第二控制电压；接收mos管的源极和漏极之间的第二电压降；检测第二控制电压与第二电压降的电压差值是否处在设定阈值范围内；在第二控制电压与第二电压降的电压差值在设定阈值范围内的情况下，确定mos管处于正常状态。

19、第三方面，本技术实施例中提供了一种保护电路，包括：合路电路和合路检测电路，合路电路包括mos管，mos管的源极与功率变换电路电连接，mos管的漏极与其他保护电路并联电连接；合路检测电路包括控制器、运算放大器和减法器，其中，运算放大器的正向输入端与控制器的输出端电连接，运算放大器的输出端与mos管的栅极电连接；减法器的正向输入端与mos管的漏极电连接，减法器的负向输入端与mos管的源极电连接，减法器的输出端与运算放大器的负向输入端和控制器的输入端电连接。

20、在一种实施方式中，合路电路还包括：体二极管，其输入端与mos管的源极电连接，其输出端与mos管的漏极电连接。

21、在一种实施方式中，运算放大器的正向输入端输入的电压与其负向输入端输入的电压之间的电压差值在设定阈值范围内。

22、第三方面，本技术实施例中提供了一种电源，包括：至少一个功率变换电路，用于将接收到的直流电或交流电转换成直流电；至少一个如第一方面各个实施例的保护电路、或者如第三方面各个实施例的保护电路，分别与至少一个功率变换电路电连接，用于将功率变换电路输出的直流电向外输出。

23、第四方面，本技术实施例中提供了一种供电系统，其特征在于，包括：至少一个用电设备；多个如第一方面各个实施例的电源，多个电源采用并联的方式与至少一个用电设备电连接，用于为至少一个用电设备提供电能。