[發明專利]一種混合式熱插拔控制電路

在審

• 申請號: 202310538002.5
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116566188A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 戴曉龍;陳乃闊;吳之光
• 申請（專利權）人: 西安超越申泰信息科技有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32;H02H7/12;G06F13/40
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤;陳黎明

本發明提供了一種混合式熱插拔控制電路，包括：電子保險絲，配置用于在混合式熱插拔控制電路上電啟動期間開啟，以使負載電容充電以及使負載電壓上升，并承受負載電壓上升期間的功率應力；以及熱插拔控制電路，與電子保險絲并聯，熱插拔控制電路包括熱插拔控制器和場效應管，并配置用于響應于負載電壓上升至預設閾值，使能熱插拔控制器工作，并開啟場效應管，以使對后級電路供電的多數電流切換至熱插拔控制電路通道，并使能后級電源開始順序上電以為后級電路供電。本發明可有效降低外置場效應管的功率應力，提高可靠性，有助于后級電路高效供電。

技術領域

本發明涉及電源技術領域，尤其涉及一種混合式熱插拔控制電路。

背景技術

人工智能、邊緣云計算等高性能計算領域中超高數據吞吐量需要功耗更大的高速處理器，在典型的12V供電系統上，每臺服務器的電流水平甚至達到200A以上，負載電容可達20mF以上，這就需要更快速、更靈活的工作負載管理及保護技術，以滿足大功率穩態供電及瞬態浪涌保護功能。

服務器供電前端的熱插拔控制電路(由熱插拔控制器與MOSFET組成)可限制浪涌電流并提供過流及短路保護功能，在系統啟動、模塊熱插拔操作或系統故障發生時，通過將MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，金屬-氧化物半導體場效應晶體管，簡稱金氧半場效晶體管)控制在飽和工作區以將電流限制在安全水平。但是，由于MOSFET處理大功率應力的能力有限，尤其是在大功率瞬態開關動作期間，較大的源-漏極壓降及電流會產生很大的功率應力，容易超出其安全工作區域(SOA，Safe?OperatingArea)而導致損壞，這就需要精準設計熱插拔控制器功率限制P_LIM及故障時間T_TIMER，既要保證熱插拔控制器可準確檢測過流故障，靈敏執行保護功能，又要保證MOSFET在任何情況下都工作在SOA以內。不斷增長的系統電流需求及大容量負載電容給熱插拔電路MOSFET的可靠性設計帶來很大挑戰，一般熱插拔電路設計會選用額定參數遠高于實際電壓、電流需求的MOSFET或采用多管并聯的方式以保證工作安全，但這會造成PCB面積的增大與設計復雜度及成本的升高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種混合式熱插拔控制電路，用以解決目前大功率熱插拔電路功率器件安全可靠性差的問題。

基于上述目的，本發明提供了一種混合式熱插拔控制電路，包括：

電子保險絲，配置用于在混合式熱插拔控制電路上電啟動期間開啟，以使負載電容充電以及使負載電壓上升，并承受負載電壓上升期間的功率應力；以及

熱插拔控制電路，與電子保險絲并聯，熱插拔控制電路包括熱插拔控制器和場效應管，并配置用于響應于負載電壓上升至預設閾值，使能熱插拔控制器工作，并開啟場效應管，以使對后級電路供電的多數電流切換至熱插拔控制電路通道，并使能后級電源開始順序上電以為后級電路供電。

在一些實施例中，電子保險絲還配置用于在負載電壓上升期間使其第一電源正常信號為低電平。

在一些實施例中，電子保險絲還配置用于在負載電壓上升至預設閾值時使第一電源正常信號拉高，以使能熱插拔控制器工作。

在一些實施例中，熱插拔控制器配置用于在場效應管完全開啟后，熱插拔控制器的第二電源正常信號拉高，使能后級電源開始順序上電。

在一些實施例中，熱插拔控制器還配置用于在后級電路發生過流或短路故障時斷開，并斷開后級電源，以使電子保險絲進入恒流保護模式。

在一些實施例中，場效應管配置用于在電子保險絲進入恒流保護模式后周期性嘗試重啟的過程中，場效應管維持斷開狀態，以避免承擔功率應力。

在一些實施例中，預設閾值為負載電壓正常工作期間的電壓值乘以預設比例得到的數值。

在一些實施例中，預設比例為90％。