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CN102403689A - 侦测及选择性忽略电源供应器的暂态 - Google Patents

侦测及选择性忽略电源供应器的暂态 Download PDF

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CN102403689A
CN102403689A CN2011102574492A CN201110257449A CN102403689A CN 102403689 A CN102403689 A CN 102403689A CN 2011102574492 A CN2011102574492 A CN 2011102574492A CN 201110257449 A CN201110257449 A CN 201110257449A CN 102403689 A CN102403689 A CN 102403689A
Authority
CN
China
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voltage
circuit
load
overcurrent
positive
Prior art date
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Pending
Application number
CN2011102574492A
Other languages
English (en)
Inventor
威廉·布兰迪斯·席伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intersil Corp
Original Assignee
Intersil Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of DC component by short circuits in AC networks

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Abstract

本发明揭示用于辨别一负向负载故障与一正向输入电压(VIN)涌浪的系统及方法。该系统包括一电路，该电路感测该VIN电压以在识别到该正向VIN涌浪的情况下产生一停用信号。特定言之，该电路可包括一高通滤波器以促进对该正向VIN涌浪的识别。此外，该停用信号用以控制提供一过电流切断的一过电流比较器。典型地，当识别到该正向VIN涌浪时，产生该停用信号，该停用信号掩蔽过电流回应，使得可在没有错误地切断该负载的情况下继续正常操作。

Description

侦测及选择性忽略电源供应器的暂态
技术领域
本发明通常与侦测电源供应器的暂态有关，且更特别是与侦测及选择性忽略电源供应器的暂态有关。
相关申请案的交互参照
本申请案主张2010年9月10日申请且题为「A CIRCUIT TO DETECTAND IGNORE POWER SUPPLY TRANSIENTS IN AN INTEGRATEDCIRCUIT(IC)CIRCUIT BREAKER」的美国临时专利申请案第61/381,529号(代理人案号SE-2848-IP/INTEP112US)的优先权。本申请案亦主张2010年11月12日申请且题为「A CIRCUIT TO DETECT AND IGNORE POWER SUPPLYTRANSIENTS IN AN INTEGRATED CIRCUIT(IC)CIRCUIT BREAKER」的美国临时专利申请案第61/413,001号(代理人案号SE-2848-IP/INTEP112USA)的优先权。此等申请案中的每一者以引用的方式全部并入本文中。
背景技术
现有技术并未揭示：用于感测与供应电压相关的信号，以及用于回应供应电压上的正电压涌浪来产生输出信号，其中输出信号将用以促进负载自供应电压解除连接的过电流切断电路予以提用。
发明内容
本发明所揭示一种装置包含：一侦测器，用于感测一与一供电电压有关的信号；及一过电流切断电路，促进一负载与该供电电压解除连接；其中该侦测器用于回应于该供电电压上的一正电压涌浪而产生一输出信号；且该输出信号用于停用该过电流切断电路。
本发明所揭示一种方法包含：识别由供电电压中的一正尖峰产生的一过电流状况；确认该过电流状况并非归因于该供电电压中的一负尖峰而造成；及回应于该确认而防止一负载的解除连接。
本发明另外所揭示一种冗余电力系统包含：并联连接的至少两个冗余电路，每一者包括耦合至用于在超载期间使一负载解除连接的一过电流切断电路的一正暂态侦测器，其中回应于由一第二冗余电路的一第二过电流切断电路对该第二冗余电路进行的解除连接，一第一冗余电路的一第一正暂态侦测器停用该第一冗余电路的一第一过电流切断电路。
附图说明
在结合随附图式考虑以上实施方式后，本发明的众多态样、具体实例、目标及优势业已显而易见，在随附图式中，相同参考字元贯穿全部图式指代相同部分，且其中：
图1说明根据本创新的一具体实例的一实例架构的高阶功能区块；
图2说明用于电源供应器正暂态侦测器的一实例实施；
图3说明用于识别与电源供应器电压相关联的正暂态的一侦测器的另一实例实施；
图4说明用于区分输入电压上的正涌浪与负载电压故障状况的一电压尖峰侦测器的一实例实施；
图5说明使用一电源供应器感测及过电流掩蔽特征的一实例冗余电力系统；
图6说明伺服器中的冗余电力系统的一实例高阶图；
图7说明根据本发明的一具体实例中用于识别断路器中的真实故障状况的一例示性方法；
图8说明用于在识别出真实故障状况时选择性地使电路解除连接的一例示性方法；及
图9说明利用正暂态侦测器用于电源供应器感测及过电流掩蔽的一实例电子系统。
附图标记说明；
100-集成电路(IC)；
102-侦测电路；
104-过电流切断电路；
108-电力产生系统；
110-负载；
502-A侧；
504-B侧；
1021-侦测电路；
1041-过电流切断电路；
1101-负载；
1022-侦测电路；
1042-过电流切断电路；
1102-负载；
102N-侦测电路；
104N-过电流切断电路；
110N-负载；
702-感测VIN；
704-区分向下负载故障与向上VIN涌浪；
706-是否侦测到向上VIN涌浪？
708-瞬间掩蔽高过电流回应；
802-感测VIN；
804-将VIN电压与一临限电压进行比较；
806-VIN电压是否大于临限电压？
808-继续正常操作；
810-VIN处的电压的瞬间上升是否小于偏移电压？
812-使电路解除连接；
814-掩蔽过电流回应；
102-侦测电路；
104-过电流切断电路；
910-电力系统；
920-处理器；
930-存储器单元。
具体实施方式
参看图式描述主题，其中相同参考数字用以贯穿全部图式指代相同元件。在以下描述中，为解释目的，阐明众多特定细节以便提供对本创新的彻底理解。然而，显然可在无此等特定细节下实践主题。在一些情况下，按方块图形式展示结构及器件，以便促进描述本创新的具体实例。
此外，词「例示性」在本文中用以意谓充当一实例、个例或例子。本文中描述为「例示性」的任一态样或设计未必应解释为比其他态样或设计较佳或有利。实情为，词「例示性」的使用意欲按具体方式呈现概念。如在本申请案中所使用，术语「或」意欲意谓包括性「或」，而非排他性「或」。亦即，除非另有指定或自上下文明显，「X使用A或B」意欲意谓自然包括性排列的任一者。亦即，若X使用A、X使用B或X使用A及B两者，则在前述情况的任一者下满足「X使用A或B」。此外，如在本申请案及随附申请专利范围中使用的词「一」通常应被看作意谓「一或多个」，除非另有指定或自上下文明显针对单数形式。此外，词「耦合」在本文中用以意谓直接或间接电耦合或机械耦合。
参看图1，说明根据本发明的一态样的一实例系统，其包括用于掩蔽电力产生系统108的电压供应暂态的集成电路(IC)100。详言之，IC 100促进对电力涌浪(其为电路中电压及/或电流的暂时上升)的侦测及选择性拒斥。小的电压暂态为常见电力问题，且即使不造成对设备的电损坏，亦可使超载侦测电路跳脱且不必要地关闭电脑或伺服器。由于资料的损失及/或生产力的损失，所以电脑的关闭对于最终客户而言为代价高的事件。因此，电脑正常工作时间为大型电脑系统的重要特征。随着电脑电力趋向于较高电流，且成本压力刺激在电脑电力汇通(bussing)中减少铜，暂态的发生及量值显著增加。此为迅速增长的问题。本文中揭示的态样利用一IC 100，致能可在诸如但不限于断路器(例如，热插拔断路器)及/或多数任何电熔丝的各种应用中利用的涌浪侦测及拒斥。热插拔断路器由例如分散式电力系统、高可用性伺服器(例如，电信伺服器)、磁盘阵列、动力插板等的各种系统使用。在一态样中，IC 100可用以限制涌入电流且提供短路保护，以消除归因于在负载110处的超载或短路的代价高的停机时间。作为一实例，负载110可为但不限于存储器系统(例如，磁盘阵列)。
作为一实例，IC 100可用于热插拔控制器内，热插拔控制器用以在接通周期期间控制涌入电流，且在静态操作期间出现超载电流故障的情况下将负载电流抑制至安全预定位准。此外，当下游负载短路时，触发超载故障。该故障切断开关，从而移除超载电流且藉此使负载与供电电压解除连接。然而，有时超载电流并非由负载故障造成，而是由输入电压(VIN)(例如，由电力产生系统108产生的供电电压)的向上尖峰或涌浪产生。此电压尖峰可导致巨大的电流无害地传递至负载电容器内。虽然以上情形为真实过电流状况，但超载并非由有故障的负载造成，且因此切断负载并不适当。IC 100辨别向下负载故障与向上VIN涌浪，且若侦测到向上VIN涌浪，则产生一信号以即刻/暂时掩蔽过电流回应。
在一具体实例中，IC 100用以侦测归因于输入电压VIN(例如，供电电压)上的正涌浪电压及/或不良电压调节的超载状况。典型地，正涌浪电压为在短的时间周期(δt)中的电压的暂时/瞬间上升(δv)。通常，归因于诸如但不限于负载的短路(例如，真实故障状况)或VIN的向上尖峰或涌浪的各种因素，可发生超载状况。IC 100防止过电流切断电路104的不适当(或过早)启动，过电流切断电路104在所有超载状况下将自负载110移除超载电流，而无论是否发生真实故障状况。IC 100使用侦测电路102区分VIN上的正涌浪电压(及/或不良电压调节)与负载电压崩溃(例如，真实故障状况)，使得可仅在负载电压崩溃的情况下断开负载。在一态样中，在超载期间，侦测电路102产生一输出信号(例如，停用信号)，该信号指示归因于VIN上的正涌浪电压(及/或不良电压调节)，超载状况出现。此外或替代地，侦测电路102可输出一信号(例如，启用信号)，该信号指示归因于真实故障状况而出现超载状况。
作为一实例，侦测电路102感测VIN或与VIN有关的节点(其耦合至负载110)，且区分VIN或与VIN有关的节点上的正涌浪与负涌浪。此外，侦测电路102仅在侦测到正涌浪时才掩蔽过电流切断电路104的回应。可了解，侦测电路102可使用识别VIN上的正涌浪电压及/或不良电压调节的多数任何电路。此外，侦测电路102可输出一停用信号，若识别到正涌浪电压及/或不良电压调节，则该停用信号掩蔽(例如，阻断)由过电流切断电路104产生的输出信号。作为一实例，当侦测到正涌浪电压及/或不良电压调节时，停用信号可为「高位准(HIGH)」，且当侦测到真实故障状况(例如，故障负载)时，停用信号可为「低位准(LOW)」。因此，侦测电路102提供过电流或短路侦测的高通、仅正暂态掩蔽。
此外，过电流切断电路104可用以当侦测到过电流时使负载110跳脱。基于自侦测电路102接收的停用信号，仅在侦测到真实故障状况时，过电流切断电路104才关断/解除连接负载110。可了解，侦测电路102及过电流切断电路104可包括具有任一合适值的组件及电路元件的电路，以便实施本创新的具体实例。此外，虽然侦测电路102及过电流切断电路104经描绘为驻留于单一IC100内，但可了解，本创新不限于此，且侦测电路102及过电流切断电路104可实施于多个IC晶片上/驻留于多个IC晶片内。
现参看图2，说明根据本创新的一具体实例的一实例电路图200，其促进侦测由电源供应器输出的信号中的正暂态。电路200包括连接至输入电压(VIN)204的n型金属氧化物半导体场效电晶体(n-MOSFET)(M1)202，其可为多数任何高功率MOSFET(1-100A电流)。此外，例如特高功率应用电阻器(例如，具有约5毫欧或小于5毫欧的电阻)的一电阻器(Rsns)206连接于M1 202与负载之间。作为一实例，电容器(Cload)208及电阻器(Rload)210为由电路200驱动的负载的符号表示。通常，M1 202、Rsns 206、Cload 208及Rload 210为应用侧组件(例如，客户系统的部分)，其典型地不驻留于实施正暂态侦测器的IC 100内。
在一态样中，在正常操作期间，输出电压(Vout)几乎等于VIN 204。典型地，当高电流通过Rsns206时，在Rsns206上形成小电压(Vsns)(例如，10-30mV)。然而，在负载发生故障时，例如：若负载短路，则Rsns206上的电压可实质上增加且变得比正常电压大得多。当Vsns增加时，启动IC侧电路。可了解，亦可感测在VIN 204处的电压，而非感测在感测节点(SNS)处的电压(Vsns)。然而时常上，感测节点(SNS)比VIN 204供应接脚自身较佳，此系因为通常VIN 204供应接脚可具有外部滤波以保护其免受静电放电(ESD)及/或电压涌浪。外部滤波可使VIN信号降级。
当Rsns206上的电压降(Vsns)超过由电压源212提供的预设定电压(V伏特)时，主比较器214可跳脱，从而使主比较器的输出为LOW。作为一实例，电压V可为多数任何预定义的外边界电压(例如，50-100mV)，且亦可藉由使用具有电阻器的电流源来提供。将主比较器输出提供至或(OR)门216的输入端，该OR门216的输出使锁存器218重设。虽然将OR门216描绘为处于电路200中，但可了解，可利用多数任何逻辑门。例如：藉由添加或减去反相器或切换比较器输出，逻辑门可为与非(NAND)门、或非(NOR)门、及(AND)门及/或OR门。在另一实例中，锁存器218可包括诸如但不限于设定-重设(SR)锁存器的多数任何正反器锁存器，其可藉由利用多数任何逻辑门(例如，NOR门、NAND门等)来实施。
此外，锁存器218的输出可提供至M1 202的栅极，且可断开M1 202。因此，在此实例情形中，在侦测到归因于故障负载造成的故障状况时，停用电路200。或者，在另一态样中，不利用锁存器218且可直接利用OR门216的输出来控制M1 202的栅极。可了解，可利用多数任何开关/开关电路(例如，由OR门216的输出或锁存器218控制)替代M1 202来使电路200解除连接且断开负载。此外，电路200包括一高通滤波器电路224(包含电容器(C1)226及电阻器(R1)228)，高通滤波器电路224侦测由VIN 204处的电压尖峰造成的故障状况，且防止M1 202断开，除非已发生真实故障状况。典型地，尖峰可包括正涌浪电压及/或不良电压调节，且可由与供电电压相关联的各种电路造成。
在电压尖峰期间，电压VIN 204可瞬间增加(例如)δv伏特。此外，保持在VIN的先前值的Vout不能立即/瞬间改变(归因于Cload 208)。因此，经由M1 202的小的有效电阻及Rsns206的电阻(及Cload208的寄生电阻)，VIN处的尖峰电压(δv)下降。因此，在Rsns上形成高电压(例如，大于V伏特)，其可使主比较器214跳脱。然而在此情形(例如，其中在Rsns206上的电压的上升系归因于VIN 204处的电压的尖峰)下，电压的瞬间上升(δv)足够克服由电压源222产生的偏移电压(Vos fix)，且亦可使副比较器220跳脱。作为一实例，Vos fix为克服副比较器220中的自然偏移电压的小固定电压，使得其推动跳脱点远离零，且副比较器220并不基于杂讯或负偏移电压(归因于有故障负载)而跳脱。典型地，偏移电压(Vos fix)可比副比较器输入加上在感测节点(SNS)处可忽略的正常供应杂讯的高度/值大。可藉由利用具有电阻器的电流源产生偏移电压(Vos fix)。
根据一态样，高通滤波器224连接至固定参考电压Vref(例如，接地)，且高通滤波器输出被与小偏移电压Vos fix进行比较。此外，当正涌浪电压出现于Vsns处时，瞬间电压偏移复本出现于副比较器220的非反相输入端，从而使其跳脱。在一态样中，当副比较器220跳脱时，副比较器220的输出为HIGH，且因此，OR门216将一HIGH信号发送至锁存器218。此外，即使在主比较器214处的输出为LOW(归因于在Rsns上的高电压)，LOW信号亦在OR门216处被阻断，且不会成功到达锁存器218。因此，不重设锁存器218，且M1202保持经启用。相比之下，当超载或短路出现于负载处时(例如，真实故障状况)，Rsns206上的电压将增加，但Vsns上的电压将下落(由于Mosfet M1电阻(rds(on))加来自VIN供应器自身的任何阻抗)。此外，下落电压Vsns可造成在副比较器220的非反相输入端处的下落电压。因此，副比较器220可维持LOW输出，该输出被提供至OR门216的输入端。在此情况下，当主比较器214跳脱时，其将LOW输出提供至OR门216，该LOW输出接着经提供以重设锁存器218且停用M1 202。因此，仅对于有故障负载状况才正确且准确地停用电路200。
现参看图3，说明根据本发明的一态样的另一实例电路图300，其用于实施识别与电源供应器电压相关联的正暂态的侦测器。电路300类似于以上解释的电路200，只是用于高通滤波器224(在侦测电路102中)的电容器C1 226直接连接至VIN 204。若在VIN 204处接收到一清洁(例如，无杂讯)信号，则电路300可比电路200较佳。侦测电路102、过电流切断电路104、M1 202、VIN 204、Rsns206、Cload 208、Rload 210、电压源212、主比较器214、OR门216、锁存器218、副比较器220、偏移电压源222、高通滤波器224、C1 226及R1 228可包括如本文中例如关于IC 100及电路200、300较充分描述的功能性。
在一态样中，当在VIN 204处观测到正向暂态时，主比较器214及副比较器220皆将跳脱。此外，主比较器214的输出将为LOW，且副比较器220的输出将为HIGH，且因此，将在OR门216处输出HIGH信号。因此，将不重设锁存器218，且M1 202将继续正常操作，而不使负载解除连接。相比之下，若负载短路，则在Rsns206上产生的高电压将使主比较器214跳脱，从而导致LOW输出。此外，在此实例情形下，副比较器220将不跳脱，且其输出亦将为LOW。因此，OR门216将输出LOW信号，该LOW信号将重设锁存器218且又停用M1 202。因此，电源供应器正暂态侦测器电路300可将VIN上的正涌浪电压及/或不良电压调节(非真实故障状况)与负载电压崩溃(真实故障状况)辨别开，且仅在负载电压崩溃期间才使负载解除连接。
图4说明又一实例电路图400，其用于实施区分VIN 204上的正涌浪电压(及/或不良电压调节)与负载电压故障状况的电压尖峰侦测器。电路400使用一单一比较器402，且利用高通滤波器(C1、R1)224直接阻断比较器的输入端处的信号(归因于正暂态)。此外，电流源Iset 408及电阻器R1 228替换电路200及300中的电压源212。在一态样中，Iset408及电阻器R1228在比较器402的输入端处提供一参考电压，将该参考电压与电阻器Rsns206上的电压(Vsns)进行比较。电容器C1 226自I1减去Iset电流，且因此R1228上的电压改变。典型地，保持I1实质上低于Iset，此系因为I1的值降低了(亦即，直接减去)R1 228上的参考电压的准确度。此外，由于电容器C1 226，因此可在发生真故障(例如，负载电压崩溃)时观测到较慢的回应(与电路200及300相比)。侦测电路102、过电流切断电路104、M1 202、VIN 204、Rsns206、Cload 208、Rload210、锁存器218、高通滤波器224、C1 226及R1 228可包括如本文中例如关于IC 100及电路200、300及400较充分描述的功能性。
在一态样中，电流源I1 404驱动电流穿过二极管D 406，使得在VIN 204处的任何正工作电压立即显现出来，且通过C1 226。此外，对于VIN 204中的正尖峰，二极管406上不存在需克服的电压障壁，此系因为二极管406已经正向偏压。因此，对于VIN 204中的所有正尖峰，比较器402的输出为HIGH，不重设锁存器218，且M1 202正常地操作，而不使负载解除连接。或者，对于负载电压故障状况，比较器402的输出为LOW，其重设锁存器218且又停用M1 202。在此实例情形下，因为断开M1 202，所以为了超载保护，使负载解除连接。
参看图5，说明根据本系统的一态样的一实例冗余电力系统500，其使用一电源供应器感测及过电流掩蔽特征。系统500可包括一冗余系统，例如，在伺服器电脑上具有两个(或两个以上)存储器系统、两个(或两个以上)磁盘机等。此外，并联设置系统500中的电路502及504，使得若一电路(502或504)有故障，则电脑可藉由利用另一电路而继续操作。因此，可达成恒定正常工作时间，使得一侧的故障不使整个系统/网络垮掉。
虽然在图5中说明两个冗余电路-A侧电路502及B侧电路504，但可了解本发明不限于此，且可使用多数任一数目个冗余电路。此外，A侧电路502及B侧电路504利用电路200实施正暂态侦测器。然而，亦可利用辨别VIN 204上的正涌浪电压及/或不良电压调节(非真实故障状况)与负载电压崩溃(真实故障状况)的电路300及/或400。A侧电路502及B侧电路504两者运作相同电流(例如，10A)以用于运作磁盘机。
考虑其中真实故障状况发生于B侧电路504中的负载处的一实例情形。例如：B侧电路504可具有电力故障，或可使在B侧504处的Vout短路(例如，Vout连接至接地或较低电压)。在此阶段，感测B侧Rsns206b上的大电压，且过电流补偿电路(例如，主比较器214b、OR门216b)可重设锁存器218b，且关断B侧电路504。然而，恰在关断B侧电路504前，例如100A的故障电流由B侧电路504自VIN 204汲取，使得100A故障电流流过B侧电路504，且10A正常电流流过A侧电路502。因此，110A的总电流流过寄生电感器506。作为一实例，寄生电感由归因于高的电流量流过金属线/连接器所产生的磁场造成，且用符号表示为电感器506。此外，由于穿过电感器的电流不能瞬间改变，因此寄生电感器506迫使VTOP电压形成更大尖峰，直至电感器506的磁场衰变为止。在断开B侧电路504之后，VTOP与A侧Vout之间的此电压尖峰可在A侧Rsns206a上造成大的电压。
为了避免A侧过电流断路器切断A侧502且废除冗余系统的益处，藉由使两个比较器(214a及220a)跳脱且阻断OR门216a处的锁存器重设信号，系统500使用在A侧电路中利用的正暂态侦测器以用于识别出A侧Rsns206a上的高电压由VTOP中的电压尖峰所造成。此外，由于未重设锁存器218a，因此M1 202a保持接通，且继续正常地操作，且A侧电路502未错误地切断。以此方式，系统可藉由使用A侧电路502正常地操作，而无停机时间，即使切断B侧电路504亦如此。
视应用而定，在电路200-500中所利用的电阻器Rsns206、Rload 210及R1 228可具有合适的电阻值或比率。此外，视应用而定，在电路200、300、400及500中所利用的电容器C1 226及Cload 208可具有合适的电容值(或比率)。在一实例中，比较器(例如，主比较器214及/或副比较器220)可包括可经设定以提供特定/最大增益的运算放大器。
图6说明根据本系统的一态样中利用过电流掩蔽特征的上述冗余电力系统的高阶方块图600。虽然在图6中说明三个冗余电路602-606，但可了解，本发明不限于此，且可使用多数任一数目(N)个冗余电路。详言之，在电路602-606中用以提供正暂态侦测器的侦测电路及/或过电流切断电路可由电路200、300及/或400实施。此外，在使负载1101-N中的一者解除连接时，系统600防止剩余负载的错误的解除连接，且因此消除代价高的停机时间。作为一实例，系统600可用于伺服器(例如，电信伺服器)中，其中负载110可为磁盘阵列。
图7至图8说明根据所揭示的主题的方法及/或流程图。为了解释的简单起见，将该等方法描绘及描述为一系列动作。应理解及了解，本创新的具体实例不受所说明的动作及/或不受动作的次序限制，例如，动作可按各种次序及/或与未在本文中呈现及描述的其他动作同时发生。此外，可能并不需要所有所说明的动作来实施根据所揭示的主题的方法。此外，应了解，可经由状态图将该等方法替代地表示为一系列相关的状态或事件。另外，下文且贯穿此说明书揭示的方法能够储存于制品上以促进将此等方法输送及转移至电脑。如本文中使用的术语「制品」意欲包含可自任何电脑可读器件或储存媒体存取的电脑程序。
参看图7，说明根据本发明的一态样中用于识别断路器的真实故障状况的方法700。作为一实例，方法700可用于诸如但不限于分散式电力系统、高可用性伺服器、磁盘阵列、动力插板等的各种热插拔断路应用中。此外，方法700促进区分由供电电压中的尖峰/涌浪造成的超载状况与由有故障负载造成的超载状况。
在702处，可感测输入电压VIN(例如，电源供应器电压)。一般而言，可直接感测VIN电压或可感测在感测节点处的电压(VIN_related)。通常，若VIN供应器接脚具有可使VIN信号降级的外部滤波，则感测节点比VIN供应器接脚较佳。在704处，可将向下负载故障与向上VIN涌浪区分开。作为一实例，可使用高通滤波器(例如，关于图2、图3、图4及图5详细描述)识别向上VIN涌浪。此外，在706处，判定是否识别出向上VIN涌浪。作为一实例，关于电路200及300，当向上VIN涌浪出现于VIN处时，瞬间电压偏移复本出现于副比较器的非反相输入端处，从而使其跳脱且将一HIGH信号输出至OR门。若识别出向上VIN涌浪，则在708处，掩蔽过电流回应。另或者，若未识别向上VIN涌浪且侦测到向下负载故障，则可启动过电流电路，且可停用/撤销启动该电路。
图8说明根据本发明的一态样中用于在识别到真实故障状况时准确地使一电路解除连接的实例方法800。在802处，可感测输入供电电压(VIN)。作为一实例，可在输入电压供应器接脚处直接感测VIN电压，或可感测在感测节点处的电压(VIN_related)。时常，若VIN供应器接脚具有可使VIN信号降级的外部滤波，则感测节点比VIN供应器接脚较佳。在804处，可将感测到的电压(例如，VIN或VIN_related)与一临限电压进行比较。例如：临限电压可为多数任何预定义的外边界电压(例如，50-100mV)，其指示过电流的容许极限。
在806处，可判定感测到的电压是否大于临限电压(V)。若感测到的电压不大于临限电压，则在808处，正常操作可继续(例如，不使电路解除连接)，且方法800可在802处继续感测输入电压。典型地，在负载故障后，例如：若负载短路，则在感测电阻器上感测到的电压或在感测节点处感测到的电压可实质上增加且变得比临限电压大。此外，供电电压中的电压尖峰/涌浪亦可使感测到的电压增加超出临限电压。因此，若感测到的电压大于临限电压，则在810处，判定在VIN(或VIN_related)处的电压的瞬间上升(δv)是否小于偏移电压(Vos fix)。作为一实例，偏移电压可为补偿杂讯及/或负偏移电压(例如，归因于故障负载)的预定义的固定电压。
若电压的瞬间上升(δv)小于偏移电压，则可判定过电流系由有故障负载造成。因此，在812处，可使电路(例如，包括有故障负载)解除连接。另或者，若电压的瞬间上升(δv)不小于偏移电压，则可判定过电流系由供电电压中的向上尖峰/涌浪及/或不良电压调节造成。在此情况下，大的正电流将无害地传递至负载电容器内。此外，由于在此情况下的超载并非由一故障负载造成，因此切断负载并不适当。因此，若电压的瞬间上升(δv)不小于偏移电压，则在814处，可瞬时/暂时掩蔽过电流回应(例如，以使电路解除连接)。例如：可在侦测到超载状况后产生一停用信号以瞬时/暂时停用使电路(例如，包括负载)解除连接的过电流回应电路。在掩蔽了过电流回应后，在808处，可继续正常操作(例如，不使电路解除连接)，且在802处，可继续感测供电电压(VIN或VIN_related)。
图9为包括至少一电力系统910的电子系统900的方块图，该电力系统910包括在前述具体实例中的一侦测电路102及一过电流切断电路104。电力系统910电耦合至至少一处理器920及至少一存储器单元930。例如：汇流排940可提供电力系统910、处理器920与存储器单元930之间的电连接。处理器920与存储器单元930亦彼此电耦合。
典型地，存储器单元930可包括挥发性存储器或非挥发性存储器，或可包括挥发性及非挥发性存储器两者。作为说明而非限制，非挥发性存储器可包括唯读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可抹除PROM(EEPROM)或快闪存储器。挥发性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，其充当外部快取存储器。作为说明而非限制，RAM可按许多形式利用，诸如，静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双资料速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)及直接Rambus RAM(DRRAM)。本系统及方法的存储器(例如，资料储存器、资料库、快取存储器)意欲包含但不限于此等及任何其他合适类型的存储器。
以上已描述的内容包括本发明的具体实例的实例。当然，不可能为描述所主张主题的目的而描述组件或方法的每一可设想的组合，但应了解，本创新的许多其他组合及排列系可能的。因此，所主张主题意欲包含属于随附申请专利范围的精神及范畴的所有此等更改、修改及变化。
详言之且关于由上述组件、器件、电路、系统及类似者执行的各种功能，除非另有指示，用以描述此等组件的术语(包括对「构件」的引用)意欲对应于执行所描述组件(例如，功能等效物)的指定功能的任一组件，即使结构上不等效于执行所主张主题的本文中说明的例示性态样中的功能的所揭示结构亦如此。在此方面，亦将认识到，本创新包括一种系统以及具有用于执行所主张主题的各种方法的动作及/或事件的电脑可执行指令的电脑可读媒体。
上述组件及电路元件可具有任一合适值以实施本发明的具体实例。例如：电阻器可具有任一合适的电阻，放大器可提供任一合适的增益，电源流可提供任一合适的安培数等。电阻器及电容器可具有任一合适的值及/或具有彼此间的任何特定比率。此外，放大器可包括任一合适的增益。
已关于若干组件/区块之间的互动描述先前提到的系统/电路/模组。可了解，此等系统/电路及组件/区块可包括彼等组件或指定子组件、指定组件或子组件中的一些及/或额外组件，及前述各者的各种排列及组合。亦可将子组件实施为通信地耦合至其他组件而非包括于父组件(阶层式)内的组件。另外，应注意，可将一或多个组件组合成提供聚集功能性的单一组件或分成若干单独子组件，且可提供任何一或多个中间层(诸如，管理层)以通信地耦合至此等子组件以便提供整合的功能性。本文中描述的任何组件亦可与未在本文中特定描述之一或多个其他组件互动。
此外，虽然已关于若干实施中之仅一者揭示了本创新的一特定特征，但可将此特征与对于任一给定或特定应用可能需要且有利的其他实施的一或多个其他特征组合。此外，就术语「包括」、「具有」、「含有」及其变体及其他类似词在实施方式或申请专利范围中使用的程度而言，此等术语意欲按类似于术语「包含」作为开放式过渡词(不排除任何额外或其他元件)的方式为包括性的。

Claims (20)

1.一种装置，其包含：
一侦测器，用于感测一与一供电电压有关的信号；及
一过电流切断电路，促进一负载与该供电电压解除连接；其中，
该侦测器用于回应于该供电电压上的一正电压涌浪而产生一输出信号；且
该输出信号用于停用该过电流切断电路。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该过电流切断电路包含：
一第一比较器，具有耦合至该供电电压的一第一输入端，及耦合至一预定义的电压临限值的一第二输入端；及
一逻辑门，具有耦合至该第一比较器的一输出端的一第一输入端，及耦合至该输出信号的一第二输入端。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该过电流切断电路包括一锁存器，该锁存器具有耦合至该逻辑门的一输出端的一重设输入端，及耦合至用于使一负载解除连接的一开关的一控制接脚的一输出端。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其进一步包含：用于连接该供电电压与一负载的一开关，其中该逻辑门的一输出控制该开关。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，该开关包括一n型通道金属氧化物半导体场效电晶体。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该侦测器包含：
一高通滤波器；及
一第二比较器，具有耦合至该高通滤波器的一输出端的一第一输入端，及耦合至一偏移电压的一第二输入端。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该高通滤波器包括连接于该供电电压与一参考电压之间的一电容器。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该高通滤波器包括连接于一感测节点与一参考电压之间的一电容器。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该侦测器包括连接于该供电电压与一高通滤波器的一输入端之间的一正向偏压二极管。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该过电流切断电路包括一第一比较器，该第一比较器具有耦合至一感测节点的一第一输入端，及耦合至该高通滤波器的一输出端的一第二输入端。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该过电流切断电路包括一锁存器，该锁存器具有耦合至该第一比较器的一输出端的一重设输入端，及耦合至用于使一负载解除连接的一开关的一控制接脚的一输出端。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该第一比较器的一输出端耦合至用于使一负载解除连接的一开关的一控制接脚。
13.一种方法，其包含：
识别由供电电压中的一正尖峰产生的一过电流状况；
确认该过电流状况并非归因于该供电电压中的一负尖峰而造成；及
回应于该确认而防止一负载的解除连接。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其进一步包含：感测在一供电电压接脚或一感测节点中的至少一者处的一电压，以促进该识别。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该识别包括将该电压与用于侦测该正尖峰的一预定义的临限电压进行比较。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其进一步包含：
若该电压大于该预定义的临限电压，则将该电压的一瞬间上升与一偏移电压进行比较；及
若该电压的瞬间上升大于该偏移电压，则防止使该负载解除连接的一回应。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该识别包括区分由该负载中的一故障所造成的一过电流与由该供电电压中的正尖峰所造成的一过电流。
18.一种冗余电力系统，其包含：
并联连接的至少两个冗余电路，每一者包括耦合至用于在超载期间使一负载解除连接的一过电流切断电路的一正暂态侦测器，
其中回应于由一第二冗余电路的一第二过电流切断电路对该第二冗余电路进行的解除连接，一第一冗余电路的一第一正暂态侦测器停用该第一冗余电路的一第一过电流切断电路。
19.如权利要求18的冗余电力系统，其特征在于，该第二冗余电路的一第二正暂态侦测器将该第二冗余电路的一供电电压上的一正涌浪电压、一正尖峰电压或不良电压调节中的至少一者与该第二冗余电路中的一负载电压崩溃辨别开，且促进回应于该负载电压崩溃的解除连接。
20.如权利要求18的冗余电力系统，其特征在于，该第一正暂态侦测器感测供应至一第一负载的一第一电压信号，该第一过电流切断电路在侦测到一过电流状况时促进该第一负载与该第一电压信号的解除连接，且其中第一正暂态侦测器回应于识别到该第一电压信号中的一正尖峰而掩蔽该过电流状况。
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