[发明专利]分布式供电电路断电预保护电路及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明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。