[发明专利]一种服务器主板热插拔控制保护电路及保护方法

说明书

本发明提供一种服务器主板热插拔控制保护电路及保护方法，包括PSU和服务器主板；服务器主板上设有用电模块、热插拔保护控制模块和主板热插拔MOS管；PSU设有旁路输出线、主供电输出线以及供电启动信号线；旁路输出线与热插拔控制保护模块连接，主供电输出线与主板热插拔MOS管的漏极连接，供电启动信号线与热插拔控制保护模块连接；主板热插拔MOS管的栅极与热插拔控制保护模块连接，主板热插拔MOS管的源极与用电模块连接。本发明通过热插拔保护控制模块防止用于热插拔电路的主板热插拔MOS管工作在可变电阻区，从而避免主板热插拔MOS管被烧坏，提供服务器主板的安全可靠性。

技术领域

本发明属于热插拔控制技术领域，具体涉及一种服务器主板热插拔控制保护电路及保护方法。

背景技术

最初的服务器产品是做到一个整机柜内，如需更换部件，整个服务器断电后取出更换，无热插拔需求。随着服务器模块化设计的出现，供电模块部分需要做到供电输入PSU模块1+1冗余配置，采用2个或多个PSU同时为服务器供电，任何一个PSU拔出均不会对服务器造成影响，还可在线更换PSU。同时一个服务器机箱内会有多个控制器盒，控制器盒内有主板及各种板卡，控制器盒要求可在线更换，一个无电的控制器盒插入到一个正常工作的带电机箱内，会对控制器盒内的主板电容充电，这就对服务器主板有了热插拔的需求。

针对有热插拔需求的服务器，因主板上分布有数千uF的电容，对电容充电瞬间可能会达到数百甚至上千安培的电流冲击。为防止插入导致瞬间主板上的电流冲击，在主板入口处会放置一个热插拔控制电路，使得充电电流能够平滑过渡。热插拔控制电路与PSU、主板之间连接一个MOS管，PSU连接MOS管的漏极，主板连接MOS管的源极，热插拔控制电路连接MOS管的栅极。MOS管工作状态分为可变电阻区、恒流区和夹断区，通过控制MOS管栅极与源极之间的电压，可以实现MOS关在着三种状态的切换，主板插入瞬间，热插拔控制电路控制MOS管处于可变电阻区，此时MOS管相当于一个电阻，通过类似电阻限流的模式，控制电流大小。随着主板侧电压升高，MOS管可变电阻区切换到恒流区，MOS管的电阻逐渐减小，直至MOS管完全导通，最终实现瞬间抑制电流冲击的目的。

现有的热插控制电路却只是做到了过流保护，即热插拔控制电路控制MOS管由可变电阻区到恒流区后，只会检测电流值大小来做过流保护，目前所有的技术都是已经假定热插控制电路插入后最终都是平稳过渡到了恒流区，而无法检测热插控制电路的MOS管是否真实的已经由可变电阻区切换到了恒流区，如果MOS管未切换到恒流区，实际仍可对主板供电，电流也不会超过过流值，只是MOS会长期工作于可变电阻区，但是根据MOS管的SOA曲线，长期工作在MOS管的可变电阻区，会导致MOS管发热严重，必定会烧坏。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种服务器主板热插拔控制保护电路及保护方法，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述现有的热插拔控制电路只会检测电流大小做过流保护，而不会检测MOS管是否完成可变电阻区到恒流区的切换，若一致工作在可变电阻区，会烧坏MOS管的缺陷，本发明提供一种服务器主板热插拔控制保护电路及保护方法，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种服务器主板热插拔控制保护电路，包括PSU和服务器主板；

服务器主板上设有用电模块、热插拔保护控制模块和主板热插拔MOS管；

PSU设有旁路输出线、主供电输出线以及供电启动信号线；

旁路输出线与热插拔控制保护模块连接，主供电输出线与主板热插拔MOS管的漏极连接，供电启动信号线与热插拔控制保护模块连接；

主板热插拔MOS管的栅极与热插拔控制保护模块连接，主板热插拔MOS管的源极与用电模块连接。

进一步地，热插拔控制保护模块包括栅极电压采样单元、电压基准及延时单元、电压比较单元以及PSU输出开关控制单元；