一种用于感性负载的过流保护系统及方法与流程

本发明涉及过流保护领域，特别是涉及一种用于感性负载的过流保护系统。本发明还涉及一种用于感性负载的过流保护方法。

背景技术：

在对服务器或者存储产品进行设计时，系统的可靠性设计要求风扇或硬盘的单个故障不能扩散到其他的硬件设备，所以需要为风扇和硬盘的供电线路设计单独的过流保护电路。风扇和硬盘因为马达的原因属于感性负载，感性负载在启动的过程中启动电流远大于正常工作最大电流，启动电流最大甚至可以达到正常工作电流的2倍。

基于此，在过流保护电路的设计中，通常把ocp(overcurrentprotect，过电流保护)值设定为1.2倍的启动最大电流值。可见，如果风扇和硬盘等感性负载脱离了启动状态正常工作时，ocp值大约是正常工作最大电流值的2.4倍，此时如果负载出现了异常，阻抗变低电流变大但很可能没有达到设定的ocp值，不足以触发过流保护，过流保护电路不能及时快速切断供电，从而造成设备的异常烧毁或者安全事故。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于感性负载的过流保护系统，可靠性较高；本发明的另一目的是提供一种用于感性负载的过流保护方法，保护作用较好。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于感性负载的过流保护系统，包括检测单元、控制器及过流保护单元，其中：

所述检测单元的输入端与感性负载连接，输出端与所述控制器的输入端连接，用于根据所述感性负载的工作状态输出相应的检测信号；

所述控制器的输出端与所述过流保护单元的输入端连接，用于当所述感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，当所述感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；

所述过流保护单元的输出端与所述感性负载的输入端连接，用于在接收到所述启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到所述正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，所述启动ocp值大于所述正常工作ocp值。

优选地，所述过流保护单元包括电阻调整单元和过流保护芯片，其中：

所述电阻调整单元的输入端作为所述过流保护单元的输入端，所述电阻调整单元的输出端与所述过流保护芯片的电阻设定管脚连接，用于在接收到所述启动iset信号时将自身阻值调整为第一阻值，在接收到所述正常工作iset信号时将自身阻值调整为第二阻值；

所述过流保护芯片的输出端作为所述过流保护单元的输出端，用于在检测到所述第一阻值时，生成所述启动ocp值，在检测到所述第二阻值时，生成所述正常工作ocp值，其中，所述启动ocp值大于所述正常工作ocp值。

优选地，所述检测单元为所述过流保护芯片，所述过流保护芯片的输入端作为所述检测单元的输入端，所述过流保护芯片的电源状态指示pwrgd信号端作为所述检测单元的输出端，用于根据所述感性负载的工作状态输出相应的pwrgd信号；

则所述控制器的输出端还与所述过流保护芯片的使能en信号端连接，具体用于：

输出en信号，当所述en信号的状态为从低变高且所述pwrgd信号的状态为从低变高时，确定所述感性负载处于启动状态，输出所述启动iset信号，并开始计时，当计时时间达到预设时间时，确定所述感性负载处于正常工作状态，输出所述正常工作iset信号。

优选地，所述控制器还用于：

当所述en信号的状态为高且所述pwrgd信号的状态为从高变低再变高时，确定所述感性负载处于出现短路且短路被替换的重新启动状态，输出所述启动iset信号，并开始计时，当计时时间达到所述预设时间时，确定所述感性负载处于正常工作状态，输出所述正常工作iset信号。

优选地，所述电阻调整单元包括三极管、第一电阻和第二电阻，其中：

所述三极管的基极作为所述电阻调整单元的输入端，集电极分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接，发射极分别与所述第二电阻的第二端及地连接，所述第一电阻的第二端作为所述电阻调整单元的输出端，所述三极管用于在接收到所述启动iset信号时关断且在接收到所述正常工作iset信号时导通，或者，在接收到所述启动iset信号时导通且在接收到所述正常工作iset信号时关断。

优选地，所述控制器为复杂可编程逻辑器件cpld。

优选地，所述启动ocp值为1.2倍所述感性负载的最大启动电流值。

优选地，所述正常工作ocp值为1.2倍所述感性负载的最大正常工作电流值。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于感性负载的过流保护方法，包括：

检测单元根据感性负载的工作状态输出相应的检测信号；

控制器在当所述感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，在当所述感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；

过流保护单元在接收到所述启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到所述正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，所述启动ocp值大于所述正常工作ocp值。

优选地，所述控制器为复杂可编程逻辑器件cpld。

本发明提供了一种用于感性负载的过流保护系统，包括检测单元、控制器及过流保护单元，其中：检测单元的输入端与感性负载连接，输出端与控制器的输入端连接，用于根据感性负载的工作状态输出相应的检测信号；控制器的输出端与过流保护单元的输入端连接，用于当感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，当感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；过流保护单元的输出端与感性负载的输入端连接，用于在接收到启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，启动ocp值大于正常工作ocp值。

可见，本发明提供的过流保护系统可以为处于启动状态的感性负载设定启动ocp值，为处于正常工作状态的感性负载设定正常工作ocp值。由于设定的正常工作ocp值是与感性负载的正常工作状态匹配的较小的ocp值，避免了感性负载脱离启动状态正常工作时设定的ocp值仍然是较大的启动ocp值，从而使得感性负载在正常工作的过程中发生异常时过流保护电路可以及时快速的切断供电，提高了系统的可靠性。

本发明还提供了一种用于感性负载的过流保护方法，与上述系统具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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附图。

图1为本发明提供的一种用于感性负载的过流保护系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于感性负载的过流保护方法的过程流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于感性负载的过流保护系统，可靠性较高；本发明的另一核心是提供一种用于感性负载的过流保护方法，保护作用较好。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种用于感性负载的过流保护系统的结构示意图，该系统包括：检测单元1、控制器2及过流保护单元3，其中：

检测单元1的输入端与感性负载连接，输出端与控制器2的输入端连接，用于根据感性负载的工作状态输出相应的检测信号；

具体地，考虑到感性负载启动过程中的启动电流远大于正常工作的电流，为了使得感性负载可以在启动的过程中顺利上电，现有的感性负载的过流保护电路通常把ocp值设定为比最大启动电流还要大的电流值。然而这样的过流保护电路在感性负载脱离启动状态正常工作时不能很好地起到过流保护作用，所以本发明为感性负载处于启动状态和正常工作状态分别设定比最大启动电流和最大正常工作电流稍大的ocp值。基于此，本发明的过流保护系统需要检测出感性负载的工作状态然后进行后续的设计，所以设置了检测模块，由于检测模块与感性负载连接，感性负载处于不同工作状态时具有不同的特性，因此，检测模块可以根据感性负载处于不同工作状态的不同特性输出相应的检测信号，从而可以为确定感性负载的工作状态提供准确的依据，提高了系统的可靠性。

控制器2的输出端与过流保护单元3的输入端连接，用于当感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，当感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；

具体地，考虑到本发明的过流保护系统已经检测到了与感性负载工作状态对应的信号，因此，本发明还需要根据检测到的信号准确的判断出感性负载的工作状态，所以设置了控制器2用来接收检测信号，并根据检测信号确定出感性负载的工作状态。同时控制器2还控制着过流保护系统根据确定出的感性负载的工作状态设定ocp值，由于需要为不同的工作状态设定相应的不同ocp值，因此，控制器2在确定出感性负载的工作状态后还输出用于控制过流保护单元3设定与工作状态匹配的ocp值的iset(currentintensityset，电流设定)信号，从而可以实现控制过流保护单元3在感性负载处于启动和正常工作状态时设定相匹配的能最大限度保护感性负载的ocp值。

过流保护单元3的输出端与感性负载的输入端连接，用于在接收到启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，启动ocp值大于正常工作ocp值。

具体地，本发明的过流保护单元3可以接收到控制器2根据确定的感性负载的工作状态输出的相应的iset信号，基于此，过流保护单元3可以根据iset信号设定出预先设计好的符合不同工作状态要求的ocp值，通常设定的启动状态的ocp值大于正常工作状态的ocp值，而不是现有技术中无论感性负载处于启动状态还是正常工作状态为了使得感性负载可以正常上电只能将ocp值设定为比最大启动电流还大的电流值。因此，分别为感性负载设定与不同工作状态匹配的ocp值可以使得过流保护系统起到更及时全面的保护作用，降低了出现安规事件的可能性。

本发明提供了一种用于感性负载的过流保护系统，包括检测单元、控制器及过流保护单元，其中：检测单元的输入端与感性负载连接，输出端与控制器的输入端连接，用于根据感性负载的工作状态输出相应的检测信号；控制器的输出端与过流保护单元的输入端连接，用于当感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，当感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；过流保护单元的输出端与感性负载的输入端连接，用于在接收到启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，启动ocp值大于正常工作ocp值。

可见，本发明提供的过流保护系统可以为处于启动状态的感性负载设定启动ocp值，为处于正常工作状态的感性负载设定正常工作ocp值。由于设定的正常工作ocp值是与感性负载的正常工作状态匹配的较小的ocp值，避免了感性负载脱离启动状态正常工作时设定的ocp值仍然是较大的启动ocp值，从而使得感性负载在正常工作的过程中发生异常时过流保护电路可以及时快速的切断供电，提高了系统的可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，过流保护单元3包括电阻调整单元和过流保护芯片，其中：

电阻调整单元的输入端作为过流保护单元3的输入端，电阻调整单元的输出端与过流保护芯片的电阻设定管脚连接，用于在接收到启动iset信号时将自身阻值调整为第一阻值，在接收到正常工作iset信号时将自身阻值调整为第二阻值；

过流保护芯片的输出端作为过流保护单元3的输出端，用于在检测到第一阻值时，生成启动ocp值，在检测到第二阻值时，生成正常工作ocp值，其中，启动ocp值大于正常工作ocp值。

具体地，考虑到本发明的过流保护单元3可以在接收到不同的iset信号时生成相应的ocp值，现有技术中一般通过过流保护芯片来设定ocp值，基于此，本发明的过流保护单元3也可以通过过流保护芯片来设定ocp值。由于大多的过流保护芯片设定ocp值是通过连接到芯片过流保护电阻设定管脚的电阻来实现的，连接的电阻的阻值不同，生成的ocp值也相应的不同。因此，为了可以在接收到启动iset信号和正常工作iset信号时生成相对应的ocp值，需要在接收到启动iset信号和正常工作iset信号时将连接到过流保护芯片的电阻阻值调整为相对应的阻值，所以本发明的过流保护单元3中还包括了电阻调整单元，可以根据接收的iset信号将自身的阻值调整为满足相应的ocp值设定的阻值。可见，本发明包括过流保护芯片和电阻调整单元的过流保护单元3可以准确的根据接收的iset信号调整阻值，从而使得生成的ocp值相应的变为与感性负载工作状态相匹配的ocp值。

当然，本申请的过流保护单元3还可以为其他设备，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

作为一种优选地实施例，检测单元1为过流保护芯片，过流保护芯片的输入端作为检测单元1的输入端，过流保护芯片的电源状态指示pwrgd信号端作为检测单元1的输出端，用于根据感性负载的工作状态输出相应的pwrgd信号；

则控制器2的输出端还与过流保护芯片的使能en信号端连接，具体用于：

输出en信号，当en信号的状态为从低变高且pwrgd信号的状态为从低变高时，确定感性负载处于启动状态，输出启动iset信号，并开始计时，当计时时间达到预设时间时，确定感性负载处于正常工作状态，输出正常工作iset信号。

具体地，考虑到过流保护芯片的输出端作为过流保护单元3的输出端与感性负载的输入端连接，所以可以根据过流保护芯片的输出端的状态来检测感性负载的工作状态，基于此，本发明将过流保护芯片作为检测单元1，过流保护芯片的电源状态指示pwrgd(powergood，电源状态指示信号)信号端作为检测单元1的输出端，输出的pwrgd信号作为检测信号。由于过流保护芯片需要使能en(enable，使能)信号来允许输出pwrgd信号，所以过流保护芯片的en信号端需要接收到en信号，本发明通过控制器2来向过流保护芯片输出en信号。那么，控制器2可以根据en信号和pwrgd信号的状态变化确定出感性负载开始启动，输出启动iset信号，经过预设的时间后认为启动过程结束感性负载开始正常工作，输出正常工作iset信号。通常情况下，根据感性负载实际的启动时间来确定预设的时间段。可见，将过流保护芯片作为检测单元1可以得到准确的检测结果而且节省了成本。

作为一种优选地实施例，控制器2还用于：

当en信号的状态为高且pwrgd信号的状态为从高变低再变高时，确定感性负载处于出现短路且短路被替换的重新启动状态，输出启动iset信号，并开始计时，当计时时间达到预设时间时，确定感性负载处于正常工作状态，输出正常工作iset信号。

具体地，实际应用中感性负载可能会出现短路或者其他故障触发过流保护，当感性负载出现过流且电流值达到ocp值时，过流保护单元3会立即切断供电，以免影响到其他硬件设备。然后会将感性负载的故障电路部分替换成正常电路，感性负载重新开始启动过程，基于此，当控制器2检测到en信号一直为高pwrgd信号从高变低再变高时，说明感性负载触发了过流保护且已修复好正在重新启动，所以此时控制器2输出启动iset信号来为感性负载的启动过程设定启动ocp值。因此，本发明可以在感性负载触发过流保护后重新启动时仍然为该重新启动过程和后续的正常工作状态分别设定相匹配的满足不同工作状态要求的ocp值，提高了系统的可靠性。

当然，本申请的检测单元1还可以为其他设备，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

作为一种优选地实施例，电阻调整单元包括三极管、第一电阻和第二电阻，其中：

三极管的基极作为电阻调整单元的输入端，集电极分别与第一电阻的第一端和第二电阻的第一端连接，发射极分别与第二电阻的第二端及地连接，第一电阻的第二端作为电阻调整单元的输出端，三极管用于在接收到启动iset信号时关断且在接收到正常工作iset信号时导通，或者，在接收到启动iset信号时导通且在接收到正常工作iset信号时关断。

具体地，考虑到三极管基极的输入电压控制着三极管的关断与导通动作，当三极管呈关断状态时，三极管所在电路电流便被阻断，当三极管呈导通状态时，所在电路电流便可以流通。因此，本发明可以将连接到过流保护芯片的电阻设定管脚的电阻设置为不止一个电阻，将三极管跨接在其中任一个或多个电阻上。当三极管根据基极接收的iset信号改变自身的关断与导通状态时，可以影响着跨接的电阻可以连接到过流保护芯片或者被短路不能连接到过流保护芯片，从而根据iset信号调整了阻值。假设三极管为npn型三极管，过流保护芯片为连接的电阻阻值越大设定的ocp值越小的过流保护芯片，当接收的iset信号为高时，三极管导通，跨接的电阻被短路，连接到过流保护芯片的电阻阻值较小，使得设定的ocp值为较大的启动ocp值，当接收的iset信号为低时，三极管关断，跨接的电阻可以连接到过流保护芯片，使得设定的ocp值为较小的正常工作ocp值。可见，本发明利用三极管自身的特性来确定连接到过流保护芯片的电阻，从而自动的调整了阻值，结构简单易于操作。

当然，本申请的电阻调整单元还可以为其他结构，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

作为一种优选地实施例，控制器2为复杂可编程逻辑器件cpld。

具体的，考虑到cpld(complexprogrammablelogicdevice，复杂可编程逻辑器件)具有通用的输入输出接口且可编程，因此可以作为控制器2与检测单元1和过流保护单元3连接，根据接收的检测信号程序化的工作，提高了系统的效率。此外，cpld的设计成本较低，从而可以降低过流保护系统的成本。

当然，本申请的控制器2还可以为其他设备，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

作为一种优选地实施例，启动ocp值为1.2倍感性负载的最大启动电流值。

具体地，实际应用中通常把ocp值设定为比工作时的电流稍大的电流值，因此，本发明将启动ocp值设定为1.2倍感性负载的最大启动电流值，可以使得感性负载顺利上电。

作为一种优选地实施例，正常工作ocp值为1.2倍感性负载的最大正常工作电流值。

具体地，本发明将正常工作ocp值设定为1.2倍感性负载的最大正常工作电流值，虽然该1.2倍感性负载的最大正常工作电流值小于感性负载最大启动电流值，但是由于是在感性负载正常工作时设定的，所以不会影响到感性负载的启动过程，而且这样的设计可以对感性负载的正常工作状态进行及时的保护。

当然，本申请还可以将ocp值设置为其他满足要求的值，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

请参照图2，图2为本发明提供的一种用于感性负载的过流保护方法的过程流程图，该方法包括：

步骤s11：检测单元根据感性负载的工作状态输出相应的检测信号；

步骤s12：控制器在当感性负载处于启动状态时输出启动电流设定iset信号，在当感性负载处于正常工作状态时输出正常工作iset信号；

步骤s13：过流保护单元在接收到启动iset信号时生成启动过电流保护ocp值，在接收到正常工作iset信号时生成正常工作ocp值，其中，启动ocp值大于正常工作ocp值。

作为一种优选地实施例，控制器为复杂可编程逻辑器件cpld。

对于本发明提供的方法的介绍请参考上述系统实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。