热插拔开关同步校正通流实现方法、装置、服务器、设备与流程

1.本发明涉及mos管驱动技术领域，具体涉及一种热插拔开关同步校正通流实现方法、装置、服务器、设备。


背景技术：

2.现有热插拔ic采用电流驱动mosfet栅极-源极电压，以电流方式充满mosfet栅极-源极电容加上；漏极-栅极电容ciss，以达到mosfetv vgs＝vth导通情况发生，后续还须经历米勒平台效应，mosfet才有办法完全导通，能量才有办法完全通过mosfet进入负载端，在未完全导通前mosfet阻抗还未能完全承受输入的能量很有可能烧毁，但这是mosfet的制程有具有的特性无法消除只能减轻，一旦控制器需要同步驱动多颗mosfet，驱动的情况就会不平衡，造成mosfet米勒平台拉长，或者导通电流不平均。
3.利用电流驱动器，充满mosfet寄生电容ciss＝cgs+cgd及crss＝cgd所需导通能量，以达到vgs上升至大于vth阀值电压，达到导通条件，进而输送能量到负载端。
4.利用电流源方式驱动充满mosfet寄生电容ciss+crss产生vgs电压达到大于vth导通阀值电压，此方法应用场景扩张成多颗并联mosfet，造成驱动能力下降，驱动状况质量下降，每个导通mosfet状况不均匀，并且在关断时也可能出现开关关闭顺序时间差，造成关闭mosfet不均，在保护时有单一颗承受极大电流情况。


技术实现要素：

5.利用电流源方式驱动充满mosfet寄生电容ciss+crss产生vgs电压达到大于vth导通阀值电压，此方法应用场景扩张成多颗并联mosfet，造成驱动能力下降可能会不足，驱动状况质量下降，每个导通mosfet状况不均匀，并且在关断时也可能出现开关关闭顺序时间差，造成关闭mosfet不均，在保护时有单一颗承受极大电流情况，本发明提供一种热插拔开关同步校正通流实现方法、装置、服务器、设备。
6.第一方面，本发明技术方案提供一种热插拔开关同步校正通流实现方法，热拔插开关数量为多个，所述包括如下步骤：
7.设置将多个热拔插开关并联连接，并将热拔插开关的电源端通过过孔与热插拔开关所在pcb板的最高电压层连接；
8.设置热拔插开关的控制端连接控制模块；
9.设置将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，并设置比较器将比较结果输出到控制模块；
10.控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
11.作为本发明技术方案的进一步限定，每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管，设置将多个热拔插开关并联连接，并将热拔插开关的电源端通过过孔与热插拔开关所在pcb板的最高电压层连接的步骤包括：
12.将所有第一mos管的漏极连接作为输入端，将所有第一mos管的源极连接作为输出端；
13.将第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
14.第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接。
15.作为本发明技术方案的进一步限定，设置热拔插开关的控制端连接控制模块的步骤包括：
16.设置将第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电流的控制模块连接。
17.作为本发明技术方案的进一步限定，设置每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，并设置比较器将比较结果输出到控制模块的步骤包括：
18.设置第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端；
19.设置比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第一mos管的栅极的连接点；
20.设置比较器将比较结果输出到控制模块。
21.作为本发明技术方案的进一步限定，控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小的步骤包括：
22.控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，将每个第一mos管两端的电压循环输入比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
23.第二方面，本发明技术方案还提供一种根据第一方面所述的方法设计的热插拔开关同步校正通流实现装置，包括pcb板卡和设置在pcb板卡上的若干个并联连接的热拔插开关和与热拔插开关数量相同的比较器；将热拔插开关的电源端通过过孔与pcb板的最高电压层连接；
24.该装置还包括控制模块，每个热拔插开关的控制端连接到控制模块；
25.每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，比较器的输出端连接到控制模块；
26.控制模块，用于输出高电平驱动热拔插开关工作；接收比较器的比较结果并根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
27.作为本发明技术方案的进一步限定，每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管；
28.所有第一mos管的漏极连接，所有第一mos管的源极连接；
29.第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
30.第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接；
31.第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电压的控制模块连接。
32.作为本发明技术方案的进一步限定，第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端，比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第
一mos管的栅极的连接点；比较器的输出端连接到控制模块；
33.控制模块，用于控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，通过循环输入第一mos管两端的电压到比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
34.第三方面，本发明技术方案提供一种服务器，包括如第二方面所述的热插拔开关同步校正通流实现装置。
35.第四方面，本发明技术方案提供一种电子设备，包括如第二方面所述的热插拔开关同步校正通流实现装置。
36.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：采取将利用电压方式瞬间转换成电流源，以达到让每颗mos管驱动均衡，并不会受限于控制器本身驱动能力，并于在mos管导通期间赋予可调节通道大小。
37.此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
38.由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
39.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，对于本领域普通技术人员而言，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。
40.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
41.图2是mosfet组件导通曲线图。
42.图3是实际布局导致驱动mosfet不均示意图。
43.图4是本发明提供的装置的示意性框图。
具体实施方式
44.如需驱动mosfet导通或者关断，或者恒定导通之条件，可参考图2，mosfet组件导通曲线图，前期导通条件须让cgs满足通电条件以至于达成vgs》vth必要条件，经过米勒平台后曲线逐步上升，达到完全导通。对于一般而言线路的绘制只是把线连接起来，但如果此种状况应用在实际状况则会受限于pcb板的一个布局，一个摆设不好，很可能造成驱动每个mosfet的状况不平均，因此本方法提出将出驱动电压的部分直接利用在pcb板的最高压处，一般pcb板考虑最高压通流路径都会设计大面积覆盖pcb，所以只需一个过孔连接到最高电压层，即可取得驱动电压不须经由控制器输送电流，改善一般以电流驱动的方式，只需以微小的电压驱动较小能力即可动作mosfet，但对于mosfet的制程无法控制每颗ciss与crss为一致，且在制程上也无法消除mosfet本身寄生电容的影响，所以改以pcb板上最高电压可直接提取驱动能量直接灌输给开关级mosfet，即可降低因layout方式受限于电流驱动，大大降低layout影响的因素存在，也可免除单一颗控制器因本身驱动能力受限于电流驱动能力所以mosfet数量可以提升，反之如遇过电流的情况需控制控制器主动发出讯号关断开关级mosfet，也可利用单一驱动关断可避免因layout方式影响关断情况。
45.因实际上layout布局无法完全尽善尽美，也可看出在控制器对于不同位置也会影响驱动mosfet的状况，如图3所示，例如位置a控制器经由串联布局驱动mosfet，而在最尾端的mosfet5影响最大可能会开关不完全，驱动源头电压输送到最尾端，导致尾端电压会偏低是其中一种情况，因为每颗mosfet vgs，ciss，crss各种需要达成导通条件的参数不尽相同造成对于mosfet导通情况各有不同，所有能量都只会流经前4颗mosfet，使得因为这样的布局导致原本使用5颗mosfet的设计，却只能使用前期4颗导通情况较良好的mosfet承受，违反初始的设计，也可能导致mosfet减少寿命。
46.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。
47.如何控制调控手段达到mosfet的均流方式，可参考图4，侦测mosfet两端电压得出目前单颗流过电流情况，进而对于驱动电压进行调控，原因是因为每颗mosfet导通阻抗参数也不尽相同，但可以利用驱动电压对于导通阻抗的控制进行调控，将每颗mosfet流过电流汇入比较循环，如有流过较高电流之mosfet，可将vgs电压逐步调低，再重复汇入mosfet流过电流比较循环直到每颗mosfet电流相同，反之亦然，此类方法即可达成最后稳定均流，可达到增加可靠性，平均mosfet散热温度的风险，对于负载状况较大的系统运作也可增加系统可靠性。
48.如图1所示，本发明实施例提供一种热插拔开关同步校正通流实现方法，热拔插开关数量为多个，所述包括如下步骤：
49.步骤1：设置将多个热拔插开关并联连接，并将热拔插开关的电源端通过过孔与热插拔开关所在pcb板的最高电压层连接；
50.步骤2：设置热拔插开关的控制端连接控制模块；
51.步骤3：设置每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，并设置比较器将比较结果输出到控制模块；
52.步骤4：控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
53.在有些实施例中，每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管，设置将多个热拔插开关并联连接，并将热拔插开关的电源端通过过孔与热插拔开关所在pcb板的最高电压层连接的步骤包括：
54.步骤11：将所有第一mos管的漏极连接作为输入端，将所有第一mos管的源极连接作为输出端；
55.步骤12：将第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
56.步骤13：第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接。
57.作为本发明实施例的进一步限定，设置热拔插开关的控制端连接控制模块的步骤包括：
58.设置将第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电流的控制模块连接。
59.作为本发明实施例的进一步限定，设置每个热拔插开关连接一个比较器，将每个
热拔插开关两端的电压输入到比较器，并设置比较器将比较结果输出到控制模块的步骤包括：
60.步骤31：设置第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端；
61.步骤32：设置比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第一mos管的栅极的连接点；
62.步骤33：设置比较器将比较结果输出到控制模块。
63.作为本发明技术方案的进一步限定，控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小的步骤包括：
64.控制模块控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，将每个第一mos管两端的电压循环输入比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
65.如图4所示，本发明实施例还提供一种热插拔开关同步校正通流实现装置，包括pcb板卡和设置在pcb板卡上的若干个并联连接的热拔插开关和与热拔插开关数量相同的比较器；将热拔插开关的电源端通过过孔与pcb板的最高电压层连接；图4中dc是通过过孔与pcb板的最高电压层连接获取到的电源；
66.该装置还包括控制模块，每个热拔插开关的控制端连接到控制模块；
67.每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，比较器的输出端连接到控制模块；
68.控制模块，用于输出高电平驱动热拔插开关工作；接收比较器的比较结果并根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
69.作为本发明技术方案的进一步限定，每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管；在图4中第一个热拔插开关的第一mos管为q11和第一个热拔插开关的第二mos管q12，依次往后排列，第n个热拔插开关的第一mos管为qn1和第n个热拔插开关的第二mos管qn2。
70.所有第一mos管的漏极连接，所有第一mos管的源极连接；
71.第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
72.第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接；也就是说，每个热拔插开关的额第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接，即与dc连接。
73.第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电压的控制模块连接。
74.作为本发明技术方案的进一步限定，第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端，比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第一mos管的栅极的连接点；比较器的输出端连接到控制模块；
75.也就是说，每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，比较器的输出端连接到控制模块；
76.第一个热拔插开关连接第一个比较器u1，依次往后，第n个热拔插开关连接第n个比较器un。
77.也就是第一个热拔插开关的第一mos管的漏极作为总的输入端input，最后一个热拔插开关的第一mos管的源极作为总的输入端output。
78.控制模块，用于控制热拔插开关工作过程中，每个热拔插开关中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，通过循环输入第一mos管两端的电压到比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
79.本实施例中，将利用电压方式瞬间转换成加强最大电流源，以达到让每颗mosfet驱动均衡，并不会受限于控制器本身驱动能力，并于在mosfet导通期间赋予可调节通道大小。
80.本发明实施例提供一种服务器，包括热插拔开关同步校正通流实现装置；所述装置包括pcb板卡和设置在pcb板卡上的若干个并联连接的热拔插开关和与热拔插开关数量相同的比较器；将热拔插开关的电源端通过过孔与pcb板的最高电压层连接；本实施例中，该装置还包括控制模块，每个热拔插开关的控制端连接到控制模块；
81.每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，比较器的输出端连接到控制模块；
82.控制模块，用于输出高电平驱动热拔插开关工作；接收比较器的比较结果并根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
83.每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管；
84.所有第一mos管的漏极连接，所有第一mos管的源极连接；
85.第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
86.第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接；
87.第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电压的控制模块连接。
88.第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端，比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第一mos管的栅极的连接点；比较器的输出端连接到控制模块；
89.控制模块，用于控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，通过循环输入第一mos管两端的电压到比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
90.本发明实施例提供一种电子设备，包括热插拔开关同步校正通流实现装置；所述装置包括pcb板卡和设置在pcb板卡上的若干个并联连接的热拔插开关和与热拔插开关数量相同的比较器；将热拔插开关的电源端通过过孔与pcb板的最高电压层连接；本实施例中，该装置还包括控制模块，每个热拔插开关的控制端连接到控制模块；
91.每个热拔插开关连接一个比较器，将每个热拔插开关两端的电压输入到比较器，比较器的输出端连接到控制模块；
92.控制模块，用于输出高电平驱动热拔插开关工作；接收比较器的比较结果并根据比较器输出的比较结果控制调整输入到热拔插开关的信号进而调整热拔插开关的通道大小。
93.每个热拔插开关包括第一mos管和第二mos管；
94.所有第一mos管的漏极连接，所有第一mos管的源极连接；
95.第一mos管的栅极与第二mos管的源极连接；
96.第二mos管的漏极通过过孔与pcb板的最高电压层连接；
97.第二mos管的栅极与用于提供第二mos管导通电压的控制模块连接。
98.第一mos管的漏极连接比较器的第一输入端，第一mos管的源极连接比较器的第二输入端，比较器的电源端连接到第二mos管的源极与第一mos管的栅极的连接点；比较器的输出端连接到控制模块；
99.控制模块，用于控制热拔插开关工作过程中，根据比较器输出的比较结果调整输入到第二mos管的驱动电平的高低，通过循环输入第一mos管两端的电压到比较器进而将第二mos管的vgs电压逐步调低，直到每个第一mos管的漏极和源极之间的电压差在设定阈值内，进而实现经过每个第一mos管的电流相同。
100.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。