分布式供电电路断电预保护电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式供电电路断电预保护电路，该分布式供电断电预保护电路包括一逻辑控制单元，在输入电压出现波动或掉电时，通过逻辑控制单元按时序依次使各电压转化模块停止工作，本专利中整个控制环路都是硬件控制的，反应速度会非常迅速，而各个用电器件又是按时序依次延时断电的，因此该保护电路有足够的时间在电压输入端掉电到预警值之后危险值之前完成掉电保护的动作。整个供电线路在各模块的配合之下，达到了当电压输入端电压出现异常时，迅速切断后端用电设备的，使其在电压还算正常时快速完成掉电，避免电压输入端电压更加恶劣时对后端设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】
分布式供电电路断电预保护电路及方法
本专利技术涉及一种供电保护电路，特别涉及一种对时序要求严格的大规模直流供电场景下的供电断电预保护电路及方法。
技术介绍
在供电过程中，不可避免的会出现断电的状况，为了电路安全，需要设置保护电路对用电器件进行保护。常用断电延时保护电路有以下几种：1）、电网电压正常时，市电电压通过断电延时保护器稳压后供应给负载使用，性能好的断电延时保护器本身就是良好的交流稳压器，同时改善电源质量；同时它还对机内的电池进行充电，储存后备能量。2）、电网电压异常时（欠压、过压、掉电、干扰等）断电延时保护器的逆变器将电池的直流电能转换为交流电能维持对负载的供电。3）、断电延时保护器在电网供电和电池供电之间自行切换，确保对负载的不间断供电。而且可以根据设备的精密程度来选择可承受的切换时间。但在一些特殊场合，如在一些产线、工厂、数据中心甚至是一些电子产品中大多采用的是大规模直流供电，在这些场合供电不只是要起到提供电能功率的作用，而且对电源的时序要求也比较高。因为当负载端分布了大量的数字芯片时，电源的时序错误有可能导致系统严重报错。在极端情况下，例如输入电压异常掉电时，紊乱的电源时序，过低的输入电压甚至有可能损坏硬件设备，造成不可挽回的损失。尤其是当后端负载数量很大时，面对输入电压的异常掉电，更加需要一个完善的保护机制。随着负载越来越高，后端用电机器的数量增加，对供电结构的可靠性和容错性提出了越来越高的要求。现有的断电延时保护电路只能起到基础的保护作用，无法精细控制掉电的时序，在对供电系统可靠性要求较高的应用场景下无法满足需求。因此有必要设计一种在输入电压出现波动或异常掉电时可精确的电压采样和电源时序控制，保护后端负载器件的安全保护电路及方法。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于设计一种在输入电压出现波动或异常掉电时可精确的电压采样和电源时序控制，保护后端负载器件的安全保护电路。一种分布式供电电路断电预保护电路，其包括：电压输入端（Vin），所述电压输入端与电源连接，用于输入电压信号；参考电压输入端（Vref），所述参考电压输入端用于输入触发掉电保护目标电压；多个电压转化模块（VRM），所述多个电压转化模块分别与用电器件连接，所述电压转化模块用于将输入电压进行转化为与用电器件相匹配的电压；多个Efuse模块，所述多个电压转化模块分别通过一Efuse模块与所述电压输入端连接，所述Efuse模块用于在电路中电流超过预设熔断电流范围时熔断；比较器，所述电压输入端、参考电压输入端分别与所述比较器的第一输入端、第二输入端连接；逻辑控制单元，所述逻辑控制单元包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与所述比较器的输出端连接，所述电压转化模块与所述逻辑控制单元的信号输出端一一对应连接；当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输出反馈信号给所述逻辑控制单元，所述逻辑控制单元控制所述多个信号输出端按时序依次输出信号给所述电压转化模块，使相应电压转化模块依次停止工作。优选的，所述逻辑控制单元还有多个信号输出端与所述多个Efuse模块一一对应连接，当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输出反馈信号给所述逻辑控制单元，所述逻辑控制单元控制所述多个信号输出端按时序依次输出信号给所述Efuse模块，使相应Efuse模块处于断路状态。优选的，所述逻辑控制单元为FPGA模块。本专利还公开了一种上述分布式供电电路断电预保护方法，该供电电路包括：电压输入端（Vin），所述电压输入端与电源连接，用于输入电压信号；参考电压输入端（Vref），所述参考参考电压输入端用于输入触发掉电保护目标电压；多个电压转化模块（VRM），所述多个电压转化模块分别与用电器件连接，所述电压转化模块用于将输入电压进行转化为与用电器件相匹配的电压；多个Efuse模块，所述多个电压转化模块分别通过一Efuse模块与所述电压输入端连接；其特征在于，该供电电路断电预保护方法包括如下步骤：当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，按时序依次输出信号给所述电压转化模块，使相应电压转化模块依次停止工作。优选的，该方法还包括如下步骤：当所述电压输入端电压低于所述参考电压输入端的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输出反馈信号给所述逻辑控制单元，所述逻辑控制单元控制所述多个信号输出端按时序依次输出信号给所述Efuse模块，使相应Efuse模块处于断路状态。上述技术方案具有如下有益效果：该分布式供电断电预保护电路在输入电压出现波动或掉电时，通过逻辑控制单元按时序依次使各电压转化模块停止工作，进而使各个用电器件依次停止工作，由于从电压输入端到用电器件、用电芯片通常设置了很多的电容，更可能含有容量巨大的超级电容，因此即使电压输入端出现了异常掉电，也会是一个相对缓慢的掉电过程。而本专利中整个控制环路都是硬件控制的，反应速度会非常迅速，而各个用电器件又是按时序依次延时断电的，因此该保护电路有足够的时间在电压输入端掉电到预警值之后危险值之前完成掉电保护的动作。整个供电线路在各模块的配合之下，达到了当电压输入端电压出现异常时，迅速切断后端用电设备的，使其在电压还算正常时快速完成掉电，避免电压输入端电压更加恶劣时对后端设备的损坏。附图说明图1为本专利技术实施例的电路图。图2为本专利技术实施例Efuse模块的电路图。图3为本专利技术实施例逻辑控制单元的逻辑线路图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本专利技术的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本专利技术的各方面变得模糊。如图1所示，本专利公开一种分布式供电电路断电预保护电路，该保护电路其包括电压输入端Vin、参考电压输入端Vref、多个电压转化模块VRM、多个Efuse模块、比较器及逻辑控制单元几部分。电压输入端Vin与电源连接，用于输入电压信号，电压输入端Vin输入电压后进入用电系统之后理论上每个用电端的电压转化模块VRM都需要进行连接，电压转化模块VRM用于与用电器件（图中未显示）连接，电压转化模块VRM用于将输入电压进行转化为与用电器件相匹配的电压，保证用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式供电电路断电预保护电路，其特征在于，其包括：/n电压输入端（Vin），所述电压输入端与电源连接，用于输入电压信号；/n参考电压输入端（Vref），所述参考电压输入端用于输入触发掉电保护目标电压；/n多个电压转化模块（VRM），所述多个电压转化模块分别与用电器件连接，所述电压转化模块用于将输入电压进行转化为与用电器件相匹配的电压；/n多个Efuse模块，所述多个电压转化模块分别通过一Efuse模块与所述电压输入端连接，所述Efuse模块用于在电路中电流超过预设熔断电流范围时熔断；/n比较器，所述电压输入端、参考电压输入端分别与所述比较器的第一输入端、第二输入端连接；/n逻辑控制单元，所述逻辑控制单元包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与所述比较器的输出端连接，所述电压转化模块与所述逻辑控制单元的信号输出端一一对应连接；/n当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输出反馈信号给所述逻辑控制单元，所述逻辑控制单元控制所述多个信号输出端按时序依次输出信号给所述电压转化模块，使相应电压转化模块依次停止工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式供电电路断电预保护电路，其特征在于，其包括：
电压输入端（Vin），所述电压输入端与电源连接，用于输入电压信号；
参考电压输入端（Vref），所述参考电压输入端用于输入触发掉电保护目标电压；
多个电压转化模块（VRM），所述多个电压转化模块分别与用电器件连接，所述电压转化模块用于将输入电压进行转化为与用电器件相匹配的电压；
多个Efuse模块，所述多个电压转化模块分别通过一Efuse模块与所述电压输入端连接，所述Efuse模块用于在电路中电流超过预设熔断电流范围时熔断；
比较器，所述电压输入端、参考电压输入端分别与所述比较器的第一输入端、第二输入端连接；
逻辑控制单元，所述逻辑控制单元包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与所述比较器的输出端连接，所述电压转化模块与所述逻辑控制单元的信号输出端一一对应连接；
当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输出反馈信号给所述逻辑控制单元，所述逻辑控制单元控制所述多个信号输出端按时序依次输出信号给所述电压转化模块，使相应电压转化模块依次停止工作。


2.根据权利要求1所述的分布式供电电路断电预保护电路，其特征在于，所述逻辑控制单元还有多个信号输出端与所述多个Efuse模块一一对应连接，当所述电压输入端电压（Vin）低于所述参考电压输入端（Vref）的触发掉电保护目标电压时，所述比较器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国栋，刘恒才，
申请(专利权)人：亚青永葆生活用纸苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32