一种提高保护电路安全性保护动作的方法和装置与流程

1.本发明涉及电路保护领域，更具体地，特别是指一种提高保护电路安全性保护动作的方法、系统、设备和存储介质。


背景技术：

2.伴随云计算、ai(artificial intelligence，人工智能)、大数据等新型互联网技术的发展，服务器的性能也越来越强大，各高性能芯片的功率也越来越大，为了实现高性能芯片的安全工作，需要为系统和系统中的高性能芯片设计保护电路。但是，越来越大的功率需求也就意味着负载电流比较大。在保护电路正常过流保护或短路电流保护时，过大的电流在迅速关断过程中，会在供电电路路径的寄生感性作用下，在负载供电端会产生电压波动。
3.现有保护器件e-fuse通过电流监视器件监视输入端的实际电流，当发现电流过大时，给mos(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)发送快速关闭命令，迅速切断后端电流的供应，在关断过程中的电压突波问题得不到有效解决。现有方案中保护电路工作时，当监视到电路中有较大的电流流过时，保护电路控制模块会给电路中执行器件mos管发送mos关断信号。mos管迅速关断，切断后端异常电流的继续通流。在该电路保护过程中，电路中电流的迅速变化，导致关断的速度越快电流的变化率越大，也就会产生越大的电压波动幅值。过大的电压幅值会直接以电压击穿的方式损坏保护电路的器件或保护电路前端或后端附近器件。但是，假如保护电路动作时间较慢，电路中的异常电流可能已经产生了较大的损坏甚至起火等严重事故。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种提高保护电路安全性保护动作的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本发明根据mos关断过程中mos的前后电压变化趋势，在常规保护电路基础上增加输入滤波模块、输入输出跨接滤波模块和输入输出电压比较模块及其控制逻辑，可有效解决服务器、计算机电源异常保护电路设计中，因快速保护动作造成的输入异常出现的过冲高电压带来的mos过压而烧毁的问题，能够有效保证保护电路的安全性保护动作，遏制整机系统的故障带来的事故隐患。
5.基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种提高保护电路安全性保护动作的方法，包括如下步骤：监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号；响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号；以及响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。
6.在一些实施方式中，所述监控电路的电流和电压包括：通过精密电阻采样电压差方法对电路的电流进行监控；以及分别获取mos的输入端电压和输出端电压以对电路的电
压进行监控。
7.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：输入滤波介入电路滤波以减少mos关闭而导致的电压过冲。
8.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：通过跨接mos输入端和输出端以延缓mos关断过程中的输入端的异常高压。
9.本发明实施例的另一方面，提供了一种提高保护电路安全性保护动作的系统，包括：监控模块，配置用于监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号；控制模块，配置用于响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号；以及抑制模块，配置用于响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。
10.在一些实施方式中，所述监控模块配置用于：通过精密电阻采样电压差方法对电路的电流进行监控；以及分别获取mos的输入端电压和输出端电压以对电路的电压进行监控。
11.在一些实施方式中，所述抑制模块配置用于：输入滤波介入电路滤波以减少mos关闭而导致的电压过冲。
12.在一些实施方式中，所述抑制模块配置用于：通过跨接mos输入端和输出端以延缓mos关断过程中的输入端的异常高压。
13.本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
14.本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
15.本发明具有以下有益技术效果：根据mos关断过程中mos的前后电压变化趋势，在常规保护电路基础上增加输入滤波模块、输入输出跨接滤波模块和输入输出电压比较模块及其控制逻辑，可有效解决服务器、计算机电源异常保护电路设计中，因快速保护动作造成的输入异常出现的过冲高电压带来的mos过压而烧毁的问题，能够有效保证保护电路的安全性保护动作，遏制整机系统的故障带来的事故隐患。
附图说明
16.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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
17.图1为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的方法的实施例的示意图；
18.图2为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的架构图；
19.图3为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的系统的实施例的示意图；
20.图4为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的计算机设备的实施例的硬件结构示意图；
21.图5为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的计算机存储介质的实施例的示意图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
23.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
24.本发明实施例的第一个方面，提出了一种提高保护电路安全性保护动作的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
25.s1、监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号；
26.s2、响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号；以及
27.s3、响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。
28.大电流保护电路应用场景下，当监视到电路中有较大的电流流过时，保护电路控制模块会给电路中执行器件mos管发送mos关断信号；然后mos管迅速关断，切断后端异常电流的继续通流。在该电路保护过程中，电路中电流的迅速变化导值关断的速度越快电流的变化率越大，也就会产生越大的电压波动幅值；过大的电压幅值会直接以电压击穿的方式损坏保护电路的器件或保护电路前端或后端附近器件；但是，假如保护电路动作时间较慢，电路中的异常电流可能已经产生了较大的损坏甚至起火等严重事故。
29.本发明实施例中在检测到电路中的大电流时，保护电路的控制逻辑会根据输入输出电压比较模块的输入输出电压信号。在关闭功率导通mos的同时，向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块发送相应的执行命令信号，抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲，消除保护过程中电压反冲对器件的损坏，提高保护电路的安全性保护动作。
30.图2为本发明提供的提高保护电路安全性保护动作的架构图，参考图2对本发明实施例进行说明。
31.保护电路的电流监视模块之后放置输入滤波模块，贴近功率导通mos的输入端；输入滤波模块的其中一极通过铜箔接到mos输入端，另外一端通过开关接到电路地；开关可以采用多种方式，但要满足能够快速的开通关断，可以同样采用mos管做导通开关；输入滤波模块在pcb布局中采用路径尽量短的布局，减小路径寄生参数，加快滤波速度和滤波效果。
32.保护电路的输入输出跨接耦合模块，跨接于功率mos的输入和输出端；输入输处跨
接滤波模块一极接到mos的输入端，另外一极通过开关接到mos的输出端；开关可以采用多种方式，但要满足能够快速的开通关断，可以同样采用mos管做导通开关。
33.保护电路的控制逻辑模块接收电流监视模块的电流信号和输入输出电压对比模块的输入输出电压差，通过控制功率导通mos的关断以及输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的控制实现保护电路的正常工作和电路异常时安全保护动作。
34.监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号。
35.在一些实施方式中，所述监控电路的电流和电压包括：通过精密电阻采样电压差方法对电路的电流进行监控；以及分别获取mos的输入端电压和输出端电压以对电路的电压进行监控。
36.保护电路的最前端放置电流监视模块，用于实施监控电路中的电流；电流监视模块可以采用多种形式，比如常用方案为精密电阻采样电压差方法。输入输出电压比较模块分别接到mos的输入端和输出端，用于侦测mos两端的电压。
37.响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号。
38.响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。当控制逻辑模块接收到电流监视模块的过流、短路异常或者输入输出电压比较模块的电压差异常后，向mos的驱动极模块发送mos关闭信号，驱动极电压会由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，此时mos通道已经开始关断。但是，未完全关闭，电路中的电流已经会因为通道的打开程度的降低而迅速降低，在电路中寄生感性参数的影响下电压的会出现较大的反冲。
39.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：输入滤波介入电路滤波以减少mos关闭而导致的电压过冲。输入输出电压比较模块检测到输入输出间的电压差，控制逻辑模块会先后给输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号，输入滤波先介入电路滤波，因为mos关闭而导致的电压过冲会在输入滤波模块滤波作用下改善。
40.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：通过跨接mos输入端和输出端以延缓mos关断过程中的输入端的异常高压。输入输出跨接耦合模块的开关打开后，耦合模块的两极已跨接在mos管两端，mos输入端电压因过冲而变高，mos输出端电压因mos的关闭而输出电压降低，此时输入端的高电压会耦合到mos输出端，跨接滤波模块起到了mos两极间的滤波效果，降低了关断过程中mos的输入端异常高压。因为该滤波模块的作用，可能会对输出端电压的降低有所延缓，但是因为这一过程时间较短，对于mos的安全关闭以及负载异常的保护都起到安全可靠的操作。
41.本发明实施例根据mos关断过程中mos的前后电压变化趋势，在常规保护电路基础上增加输入滤波模块、输入输出跨接滤波模块和输入输出电压比较模块及其控制逻辑，可有效解决服务器、计算机电源异常保护电路设计中，因快速保护动作造成的输入异常出现的过冲高电压带来的mos过压而烧毁的问题，能够有效保证保护电路的安全性保护动作，遏
制整机系统的故障带来的事故隐患。
42.需要特别指出的是，上述提高保护电路安全性保护动作的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于提高保护电路安全性保护动作的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
43.基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种提高保护电路安全性保护动作的系统。如图2所示，系统200包括如下模块：监控模块，配置用于监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号；控制模块，配置用于响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号；以及抑制模块，配置用于响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。
44.在一些实施方式中，所述监控模块配置用于：通过精密电阻采样电压差方法对电路的电流进行监控；以及分别获取mos的输入端电压和输出端电压以对电路的电压进行监控。
45.在一些实施方式中，所述抑制模块配置用于：输入滤波介入电路滤波以减少mos关闭而导致的电压过冲。
46.在一些实施方式中，所述抑制模块配置用于：通过跨接mos输入端和输出端以延缓mos关断过程中的输入端的异常高压。
47.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：s1、监控电路的电流和电压，并当检测到电流或电压异常时，向控制逻辑模块发出异常信号；s2、响应于接收到所述异常信号，向mos的驱动极发送mos关闭信号以使驱动极电压由mos完全导通驱动电压降低到mos导通上临界阈值，并向输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块的开关发送打开信号；以及s3、响应于接收到所述打开信号，分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲。
48.在一些实施方式中，所述监控电路的电流和电压包括：通过精密电阻采样电压差方法对电路的电流进行监控；以及分别获取mos的输入端电压和输出端电压以对电路的电压进行监控。
49.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：输入滤波介入电路滤波以减少mos关闭而导致的电压过冲。
50.在一些实施方式中，所述分别通过所述输入滤波模块和输入输出跨接耦合模块抑制在大电流被瞬间关闭过程中的电压反冲包括：通过跨接mos输入端和输出端以延缓mos关断过程中的输入端的异常高压。
51.如图3所示，为本发明提供的上述提高保护电路安全性保护动作的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。
52.以如图3所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302。
53.处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接
为例。
54.存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的提高保护电路安全性保护动作的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现提高保护电路安全性保护动作的方法。
55.存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据提高保护电路安全性保护动作的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
56.一个或者多个提高保护电路安全性保护动作的方法对应的计算机指令303存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的提高保护电路安全性保护动作的方法。
57.执行上述提高保护电路安全性保护动作的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
58.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行提高保护电路安全性保护动作的方法的计算机程序。
59.如图4所示，为本发明提供的上述提高保护电路安全性保护动作的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图4所示的计算机存储介质为例，计算机可读存储介质401存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序402。
60.最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，提高保护电路安全性保护动作的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
61.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
62.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
63.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
64.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介
质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
65.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。