專利名稱：偵測及選擇性忽略電源供應器的暫態的制作方法
技術領域：
本發明通常與偵測電源供應器的暫態有關，且更特別是與偵測及選擇性忽略電源供應器的暫態有關。相關申請案的交互參照本申請案主張2010年9月10日申請且題為「A CIRCUIT TO DETECT AND IGNORE POWER SUPPLY TRANSIENTS IN AN INTEGRATED CIRCUIT(IC)CIRCUIT BREAKER」的美國臨時專利申請案第61/381，5 號(代理人案號SE-2848-IP/INTEP112US)的優先權。本申請案亦主張 2010 年 11 月 12 日申請且題為「A CIRCUIT TO DETECT AND IGNORE POWER SUPPLY TRANSIENTS IN AN INTEGRATED CIRCUIT (IC) CIRCUIT BREAKER」的美國臨時專利申請案第 61/413，001號(代理人案號SE-2848-IP/INTEP112USA)的優先權。此等申請案中的每一者以引用的方式全部并入本文中。
背景技術：
現有技術并未揭示用于感測與供應電壓相關的信號，以及用于回應供應電壓上的正電壓涌浪來產生輸出信號，其中輸出信號將用以促進負載自供應電壓解除連接的過電流切斷電路予以提用。
發明內容
本發明所揭示一種裝置包含一偵測器，用于感測一與一供電電壓有關的信號； 及一過電流切斷電路，促進一負載與該供電電壓解除連接；其中該偵測器用于回應于該供電電壓上的一正電壓涌浪而產生一輸出信號；且該輸出信號用于停用該過電流切斷電路。本發明所揭示一種方法包含識別由供電電壓中的一正尖峰產生的一過電流狀況；確認該過電流狀況并非歸因于該供電電壓中的一負尖峰而造成；及回應于該確認而防止一負載的解除連接。本發明另外所揭示一種冗余電力系統包含并聯連接的至少兩個冗余電路，每一者包括耦合至用于在超載期間使一負載解除連接的一過電流切斷電路的一正暫態偵測器， 其中回應于由一第二冗余電路的一第二過電流切斷電路對該第二冗余電路進行的解除連接，一第一冗余電路的一第一正暫態偵測器停用該第一冗余電路的一第一過電流切斷電路。
在結合隨附圖式考慮以上實施方式后，本發明的眾多態樣、具體實例、目標及優勢業已顯而易見，在隨附圖式中，相同參考字元貫穿全部圖式指代相同部分，且其中圖1說明根據本創新的一具體實例的一實例架構的高階功能區塊；圖2說明用于電源供應器正暫態偵測器的一實例實施；圖3說明用于識別與電源供應器電壓相關聯的正暫態的一偵測器的另一實例實施；圖4說明用于區分輸入電壓上的正涌浪與負載電壓故障狀況的一電壓尖峰偵測器的一實例實施；圖5說明使用一電源供應器感測及過電流掩蔽特征的一實例冗余電力系統；圖6說明伺服器中的冗余電力系統的一實例高階圖；圖7說明根據本發明的一具體實例中用于識別斷路器中的真實故障狀況的一例示性方法；圖8說明用于在識別出真實故障狀況時選擇性地使電路解除連接的一例示性方法；及圖9說明利用正暫態偵測器用于電源供應器感測及過電流掩蔽的一實例電子系統。附圖標記說明；100-集成電路(IC);102-偵測電路；104-過電流切斷電路；108-電力產生系統；110-負載；502-A 側；504-B 側；102!-偵測電路；KM1-過電流切斷電路；IlO1-負載；1022-偵測電路；1042-過電流切斷電路；IlO2-負載；102n_偵測電路；104n-過電流切斷電路；IIOn-負載；702-感測 VIN ；704-區分向下負載故障與向上VIN涌浪；706-是否偵測到向上VIN涌浪？708-瞬間掩蔽高過電流回應；802-感測 VIN ；804-將VIN電壓與一臨限電壓進行比較；806-VIN電壓是否大于臨限電壓？808-繼續正常操作；810-VIN處的電壓的瞬間上升是否小于偏移電壓？812-使電路解除連接；814-掩蔽過電流回應；
102-偵測電路；
104-過電流切斷電路
910-電力系統；
920-處理器；
930-存儲器單元。
具體實施例方式參看圖式描述主題，其中相同參考數字用以貫穿全部圖式指代相同元件。在以下描述中，為解釋目的，闡明眾多特定細節以便提供對本創新的徹底理解。然而，顯然可在無此等特定細節下實踐主題。在一些情況下，按方塊圖形式展示結構及器件，以便促進描述本創新的具體實例。此外，詞「例示性」在本文中用以意謂充當一實例、個例或例子。本文中描述為「例示性」的任一態樣或設計未必應解釋為比其他態樣或設計較佳或有利。實情為，詞「例示性」的使用意欲按具體方式呈現概念。如在本申請案中所使用，術語「或」意欲意謂包括性 「或」，而非排他性「或」。亦即，除非另有指定或自上下文明顯，「X使用A或B」意欲意謂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兩者，則在前述情況的任一者下滿足「X使用A或B」。此外，如在本申請案及隨附申請專利范圍中使用的詞「一」 通常應被看作意謂「一或多個」，除非另有指定或自上下文明顯針對單數形式。此外，詞「耦合」在本文中用以意謂直接或間接電耦合或機械耦合。參看圖1，說明根據本發明的一態樣的一實例系統，其包括用于掩蔽電力產生系統 108的電壓供應暫態的集成電路(IC) 100。詳言之，IC 100促進對電力涌浪(其為電路中電壓及/或電流的暫時上升)的偵測及選擇性拒斥。小的電壓暫態為常見電力問題，且即使不造成對設備的電損壞，亦可使超載偵測電路跳脫且不必要地關閉電腦或伺服器。由于資料的損失及/或生產力的損失，所以電腦的關閉對于最終客戶而言為代價高的事件。因此，電腦正常工作時間為大型電腦系統的重要特征。隨著電腦電力趨向于較高電流，且成本壓力刺激在電腦電力匯通(bussing)中減少銅，暫態的發生及量值顯著增加。此為迅速增長的問題。本文中揭示的態樣利用一 IC 100，致能可在諸如但不限于斷路器(例如，熱插拔斷路器)及/或多數任何電熔絲的各種應用中利用的涌浪偵測及拒斥。熱插拔斷路器由例如分散式電力系統、高可用性伺服器(例如，電信伺服器)、磁盤陣列、動力插板等的各種系統使用。在一態樣中，IC 100可用以限制涌入電流且提供短路保護，以消除歸因于在負載110處的超載或短路的代價高的停機時間。作為一實例，負載110可為但不限于存儲器系統(例如，磁盤陣列)。作為一實例，IC 100可用于熱插拔控制器內，熱插拔控制器用以在接通周期期間控制涌入電流，且在靜態操作期間出現超載電流故障的情況下將負載電流抑制至安全預定位準。此外，當下游負載短路時，觸發超載故障。該故障切斷開關，從而移除超載電流且藉此使負載與供電電壓解除連接。然而，有時超載電流并非由負載故障造成，而是由輸入電壓(VIN)(例如，由電力產生系統108產生的供電電壓)的向上尖峰或涌浪產生。此電壓尖峰可導致巨大的電流無害地傳遞至負載電容器內。雖然以上情形為真實過電流狀況，但超載并非由有故障的負載造成，且因此切斷負載并不適當。IC 100辨別向下負載故障與向上VIN涌浪，且若偵測到向上VIN涌浪，則產生一信號以即刻/暫時掩蔽過電流回應。在一具體實例中，IC 100用以偵測歸因于輸入電壓VIN(例如，供電電壓)上的正涌浪電壓及/或不良電壓調節的超載狀況。典型地，正涌浪電壓為在短的時間周期(St)中的電壓的暫時/瞬間上升(Sv)。通常，歸因于諸如但不限于負載的短路(例如，真實故障狀況)或VIN的向上尖峰或涌浪的各種因素，可發生超載狀況。IC 100防止過電流切斷電路104的不適當(或過早)啟動，過電流切斷電路104在所有超載狀況下將自負載110移除超載電流，而無論是否發生真實故障狀況。IC 100使用偵測電路102區分VIN上的正涌浪電壓(及/或不良電壓調節)與負載電壓崩潰(例如，真實故障狀況)，使得可僅在負載電壓崩潰的情況下斷開負載。在一態樣中，在超載期間，偵測電路102產生一輸出信號(例如，停用信號)，該信號指示歸因于VIN上的正涌浪電壓(及/或不良電壓調節)，超載狀況出現。此外或替代地，偵測電路102可輸出一信號(例如，啟用信號)，該信號指示歸因于真實故障狀況而出現超載狀況。作為一實例，偵測電路102感測VIN或與VIN有關的節點(其耦合至負載110)，且區分VIN或與VIN有關的節點上的正涌浪與負涌浪。此外，偵測電路102僅在偵測到正涌浪時才掩蔽過電流切斷電路104的回應。可了解，偵測電路102可使用識別VIN上的正涌浪電壓及/或不良電壓調節的多數任何電路。此外，偵測電路102可輸出一停用信號，若識別到正涌浪電壓及/或不良電壓調節，則該停用信號掩蔽(例如，阻斷)由過電流切斷電路 104產生的輸出信號。作為一實例，當偵測到正涌浪電壓及/或不良電壓調節時，停用信號可為「高位準(HIGH)」，且當偵測到真實故障狀況(例如，故障負載)時，停用信號可為「低位準(LOW)」。因此，偵測電路102提供過電流或短路偵測的高通、僅正暫態掩蔽。此夕卜，過電流切斷電路104可用以當偵測到過電流時使負載110跳脫。基于自偵測電路102接收的停用信號，僅在偵測到真實故障狀況時，過電流切斷電路104才關斷/解除連接負載110。可了解，偵測電路102及過電流切斷電路104可包括具有任一合適值的組件及電路元件的電路，以便實施本創新的具體實例。此外，雖然偵測電路102及過電流切斷電路104經描繪為駐留于單一 IC100內，但可了解，本創新不限于此，且偵測電路102及過電流切斷電路104可實施于多個IC晶片上/駐留于多個IC晶片內。現參看圖2，說明根據本創新的一具體實例的一實例電路圖200，其促進偵測由電源供應器輸出的信號中的正暫態。電路200包括連接至輸入電壓(VIN) 204的η型金屬氧化物半導體場效電晶體(n-MOSFET) (Ml) 202，其可為多數任何高功率MOSFET (1-100A電流)。 此外，例如特高功率應用電阻器(例如，具有約5毫歐或小于5毫歐的電阻)的一電阻器 (Rsns) 206連接于Ml 202與負載之間。作為一實例，電容器(Cltjad) 208及電阻器(Rload) 210 為由電路200驅動的負載的符號表示。通常，Ml 202、Rsns 206, Cload 208及Rltjad 210為應用側組件(例如，客戶系統的部分)，其典型地不駐留于實施正暫態偵測器的IC 100內。在一態樣中，在正常操作期間，輸出電壓(Vout)幾乎等于VIN 204。典型地，當高電流通過Rsns206時，在Rsns206上形成小電壓(Vsns)(例如，10-30mV)。然而，在負載發生故障時，例如若負載短路，則Rsns206上的電壓可實質上增加且變得比正常電壓大得多。當 Vsns增加時，啟動IC側電路。可了解，亦可感測在VIN 204處的電壓，而非感測在感測節點 (SNS)處的電壓(Vsns)。然而時常上，感測節點(SNS)比VIN 204供應接腳自身較佳，此系因為通常VIN 204供應接腳可具有外部濾波以保護其免受靜電放電(ESD)及/或電壓涌浪。外部濾波可使VIN信號降級。當Rsns206上的電壓降(Vsns)超過由電壓源212提供的預設定電壓(V伏特)時， 主比較器214可跳脫，從而使主比較器的輸出為LOW。作為一實例，電壓V可為多數任何預定義的外邊界電壓(例如，50-100mV)，且亦可藉由使用具有電阻器的電流源來提供。將主比較器輸出提供至或(OR)門216的輸入端，該OR門216的輸出使鎖存器218重設。雖然將OR門216描繪為處于電路200中，但可了解，可利用多數任何邏輯門。例如藉由添加或減去反相器或切換比較器輸出，邏輯門可為與非(NAND)門、或非(NOR)門、及(AND)門及/ 或OR門。在另一實例中，鎖存器218可包括諸如但不限于設定-重設(SR)鎖存器的多數任何正反器鎖存器，其可藉由利用多數任何邏輯門(例如，NOR門、NAND門等)來實施。此外，鎖存器218的輸出可提供至Ml 202的柵極，且可斷開Ml 202。因此，在此實例情形中，在偵測到歸因于故障負載造成的故障狀況時，停用電路200。或者，在另一態樣中，不利用鎖存器218且可直接利用OR門216的輸出來控制Ml 202的柵極。可了解，可利用多數任何開關/開關電路(例如，由OR門216的輸出或鎖存器218控制)替代Ml 202 來使電路200解除連接且斷開負載。此外，電路200包括一高通濾波器電路2 (包含電容器^)2 及電阻器(R1) 2 )，高通濾波器電路2 偵測由VIN 204處的電壓尖峰造成的故障狀況，且防止Ml 202斷開，除非已發生真實故障狀況。典型地，尖峰可包括正涌浪電壓及/或不良電壓調節，且可由與供電電壓相關聯的各種電路造成。在電壓尖峰期間，電壓VIN 204可瞬間增加(例如)δ ν伏特。此外，保持在VIN 的先前值的Vout不能立即/瞬間改變(歸因于ClMd 208)。因此，經由Ml 202的小的有效電阻及Rsns206的電阻(及ClMd208的寄生電阻)，VIN處的尖峰電壓(δ v)下降。因此，在 Rsns上形成高電壓(例如，大于V伏特)，其可使主比較器214跳脫。然而在此情形(例如， 其中在Rsns206上的電壓的上升系歸因于VIN 204處的電壓的尖峰)下，電壓的瞬間上升 (δ ν)足夠克服由電壓源222產生的偏移電壓(V。s fix)，且亦可使副比較器220跳脫。作為一實例，Vos fix為克服副比較器220中的自然偏移電壓的小固定電壓，使得其推動跳脫點遠離零，且副比較器220并不基于雜訊或負偏移電壓(歸因于有故障負載)而跳脫。典型地， 偏移電壓(V。sfix)可比副比較器輸入加上在感測節點(SNQ處可忽略的正常供應雜訊的高度/值大。可藉由利用具有電阻器的電流源產生偏移電壓(V。sfix)。根據一態樣，高通濾波器224連接至固定參考電壓Vref (例如，接地)，且高通濾波器輸出被與小偏移電壓v。s fix進行比較。此外，當正涌浪電壓出現于Vsns處時，瞬間電壓偏移復本出現于副比較器220的非反相輸入端，從而使其跳脫。在一態樣中，當副比較器220 跳脫時，副比較器220的輸出為HIGH，且因此，OR門216將一 HIGH信號發送至鎖存器218。 此外，即使在主比較器214處的輸出為L0W(歸因于在Rsns上的高電壓)，LOW信號亦在OR 門216處被阻斷，且不會成功到達鎖存器218。因此，不重設鎖存器218，且M1202保持經啟用。相比之下，當超載或短路出現于負載處時(例如，真實故障狀況)，Rsns206上的電壓將增加，但Vsns上的電壓將下落(由于Mosfet Ml電阻(rds(on))加來自VIN供應器自身的任何阻抗)。此外，下落電壓Vsns可造成在副比較器220的非反相輸入端處的下落電壓。因此，副比較器220可維持LOW輸出，該輸出被提供至OR門216的輸入端。在此情況下，當主比較器214跳脫時，其將LOW輸出提供至OR門216，該LOW輸出接著經提供以重設鎖存器 218且停用Ml 202。因此，僅對于有故障負載狀況才正確且準確地停用電路200。
現參看圖3，說明根據本發明的一態樣的另一實例電路圖300，其用于實施識別與電源供應器電壓相關聯的正暫態的偵測器。電路300類似于以上解釋的電路200，只是用于高通濾波器224(在偵測電路102中)的電容器Cl 226直接連接至VIN 204。若在VIN 204處接收到一清潔(例如，無雜訊)信號，則電路300可比電路200較佳。偵測電路102、 過電流切斷電路 104、Ml 202、VIN 204、Rsns206、Clrad 208, Rload 210、電壓源 212、主比較器 214、OR門216、鎖存器218、副比較器220、偏移電壓源222、高通濾波器224、Cl 2 及Rl 228可包括如本文中例如關于IC 100及電路200、300較充分描述的功能性。在一態樣中，當在VIN 204處觀測到正向暫態時，主比較器214及副比較器220皆將跳脫。此外，主比較器214的輸出將為LOW，且副比較器220的輸出將為HIGH，且因此，將在OR門216處輸出HIGH信號。因此，將不重設鎖存器218，且Ml 202將繼續正常操作，而不使負載解除連接。相比之下，若負載短路，則在Rsns206上產生的高電壓將使主比較器214 跳脫，從而導致LOW輸出。此外，在此實例情形下，副比較器220將不跳脫，且其輸出亦將為 LOW。因此，OR門216將輸出LOW信號，該LOW信號將重設鎖存器218且又停用Ml 202。因此，電源供應器正暫態偵測器電路300可將VIN上的正涌浪電壓及/或不良電壓調節(非真實故障狀況)與負載電壓崩潰(真實故障狀況)辨別開，且僅在負載電壓崩潰期間才使負載解除連接。圖4說明又一實例電路圖400，其用于實施區分VIN 204上的正涌浪電壓(及/或不良電壓調節)與負載電壓故障狀況的電壓尖峰偵測器。電路400使用一單一比較器402， 且利用高通濾波器(CpR1UM直接阻斷比較器的輸入端處的信號(歸因于正暫態)。此外， 電流源Iset 408及電阻器R1 2 替換電路200及300中的電壓源212。在一態樣中，Iset408 及電阻器禮2觀在比較器402的輸入端處提供一參考電壓，將該參考電壓與電阻器Rsns206 上的電壓(Vsns)進行比較。電容器C1 226自I1減去Isrt電流，且因此禮228上的電壓改變。 典型地，保持I1實質上低于Iset，此系因為I1的值降低了(亦即，直接減去)R1 2 上的參考電壓的準確度。此外，由于電容器C1 226，因此可在發生真故障(例如，負載電壓崩潰) 時觀測到較慢的回應(與電路200及300相比)。偵測電路102、過電流切斷電路104、Ml 202、VIN 204、Rsns206、ClMd 208、RlMd210、鎖存器 218、高通濾波器 224、C1 2 及 R1 228 可包括如本文中例如關于IC 100及電路200、300及400較充分描述的功能性。在一態樣中，電流源I1 404驅動電流穿過二極管D 406，使得在VIN 204處的任何正工作電壓立即顯現出來，且通過Cl 226。此外，對于VIN 204中的正尖峰，二極管406上不存在需克服的電壓障壁，此系因為二極管406已經正向偏壓。因此，對于VIN 204中的所有正尖峰，比較器402的輸出為HIGH，不重設鎖存器218，且Ml 202正常地操作，而不使負載解除連接。或者，對于負載電壓故障狀況，比較器402的輸出為L0W，其重設鎖存器218且又停用Ml 202。在此實例情形下，因為斷開Ml 202，所以為了超載保護，使負載解除連接。參看圖5，說明根據本系統的一態樣的一實例冗余電力系統500，其使用一電源供應器感測及過電流掩蔽特征。系統500可包括一冗余系統，例如，在伺服器電腦上具有兩個 (或兩個以上)存儲器系統、兩個(或兩個以上)磁盤機等。此外，并聯設置系統500中的電路502及504，使得若一電路(502或504)有故障，則電腦可藉由利用另一電路而繼續操作。因此，可達成恒定正常工作時間，使得一側的故障不使整個系統/網絡垮掉。雖然在圖5中說明兩個冗余電路-A側電路502及B側電路504，但可了解本發明不限于此，且可使用多數任一數目個冗余電路。此外，A側電路502及B側電路504利用電路200實施正暫態偵測器。然而，亦可利用辨別VIN 204上的正涌浪電壓及/或不良電壓調節(非真實故障狀況)與負載電壓崩潰(真實故障狀況)的電路300及/或400。A側電路502及B側電路504兩者運作相同電流(例如，10A)以用于運作磁盤機。考慮其中真實故障狀況發生于B側電路504中的負載處的一實例情形。例如B 側電路504可具有電力故障，或可使在B側504處的Vout短路(例如，Vout連接至接地或較低電壓)。在此階段，感測B側Rsns2(M5b上的大電壓，且過電流補償電路(例如，主比較器 214b、OR門216b)可重設鎖存器218b，且關斷B側電路504。然而，恰在關斷B側電路504 前，例如100A的故障電流由B側電路504自VIN 204汲取，使得100A故障電流流過B側電路504，且IOA正常電流流過A側電路502。因此，IlOA的總電流流過寄生電感器506。作為一實例，寄生電感由歸因于高的電流量流過金屬線/連接器所產生的磁場造成，且用符號表示為電感器506。此外，由于穿過電感器的電流不能瞬間改變，因此寄生電感器506迫使VTOP電壓形成更大尖峰，直至電感器506的磁場衰變為止。在斷開B側電路504之后， VTOP與A側Vout之間的此電壓尖峰可在A側Rsns206a上造成大的電壓。為了避免A側過電流斷路器切斷A側502且廢除冗余系統的益處，藉由使兩個比較器(2143及2203)跳脫且阻斷OR門216a處的鎖存器重設信號，系統500使用在A側電路中利用的正暫態偵測器以用于識別出A側Rsns206a上的高電壓由VTOP中的電壓尖峰所造成。此外，由于未重設鎖存器218a，因此Ml 202a保持接通，且繼續正常地操作，且A側電路 502未錯誤地切斷。以此方式，系統可藉由使用A側電路502正常地操作，而無停機時間，即使切斷B側電路504亦如此。視應用而定，在電路200-500中所利用的電阻器Rsns206、Rload 210及隊228可具有合適的電阻值或比率。此外，視應用而定，在電路200、300、400及500中所利用的電容器 C1 208可具有合適的電容值(或比率)。在一實例中，比較器(例如，主比較器 214及/或副比較器220)可包括可經設定以提供特定/最大增益的運算放大器。圖6說明根據本系統的一態樣中利用過電流掩蔽特征的上述冗余電力系統的高階方塊圖600。雖然在圖6中說明三個冗余電路602-606，但可了解，本發明不限于此，且可使用多數任一數目(N)個冗余電路。詳言之，在電路602-606中用以提供正暫態偵測器的偵測電路及/或過電流切斷電路可由電路200、300及/或400實施。此外，在使負載IlO1, 中的一者解除連接時，系統600防止剩余負載的錯誤的解除連接，且因此消除代價高的停機時間。作為一實例，系統600可用于伺服器(例如，電信伺服器)中，其中負載110可為磁盤陣列。圖7至圖8說明根據所揭示的主題的方法及/或流程圖。為了解釋的簡單起見，將該等方法描繪及描述為一系列動作。應理解及了解，本創新的具體實例不受所說明的動作及/或不受動作的次序限制，例如，動作可按各種次序及/或與未在本文中呈現及描述的其他動作同時發生。此外，可能并不需要所有所說明的動作來實施根據所揭示的主題的方法。 此外，應了解，可經由狀態圖將該等方法替代地表示為一系列相關的狀態或事件。另外，下文且貫穿此說明書揭示的方法能夠儲存于制品上以促進將此等方法輸送及轉移至電腦。如本文中使用的術語「制品」意欲包含可自任何電腦可讀器件或儲存媒體存取的電腦程序。參看圖7，說明根據本發明的一態樣中用于識別斷路器的真實故障狀況的方法700。作為一實例，方法700可用于諸如但不限于分散式電力系統、高可用性伺服器、磁盤陣列、動力插板等的各種熱插拔斷路應用中。此外，方法700促進區分由供電電壓中的尖峰/ 涌浪造成的超載狀況與由有故障負載造成的超載狀況。在702處，可感測輸入電壓VIN(例如，電源供應器電壓)。一般而言，可直接感測 VIN電壓或可感測在感測節點處的電壓(VIN_related)。通常，若VIN供應器接腳具有可使 VIN信號降級的外部濾波，則感測節點比VIN供應器接腳較佳。在704處，可將向下負載故障與向上VIN涌浪區分開。作為一實例，可使用高通濾波器(例如，關于圖2、圖3、圖4及圖5詳細描述)識別向上VIN涌浪。此外，在706處，判定是否識別出向上VIN涌浪。作為一實例，關于電路200及300，當向上VIN涌浪出現于VIN處時，瞬間電壓偏移復本出現于副比較器的非反相輸入端處，從而使其跳脫且將一 HIGH信號輸出至OR門。若識別出向上VIN 涌浪，則在708處，掩蔽過電流回應。另或者，若未識別向上VIN涌浪且偵測到向下負載故障，則可啟動過電流電路，且可停用/撤銷啟動該電路。圖8說明根據本發明的一態樣中用于在識別到真實故障狀況時準確地使一電路解除連接的實例方法800。在802處，可感測輸入供電電壓(VIN)。作為一實例，可在輸入電壓供應器接腳處直接感測VIN電壓，或可感測在感測節點處的電壓(VIN_related)。時常，若VIN供應器接腳具有可使VIN信號降級的外部濾波，則感測節點比VIN供應器接腳較佳。在804處，可將感測到的電壓(例如，VIN或VIN_related)與一臨限電壓進行比較。例如臨限電壓可為多數任何預定義的外邊界電壓(例如，50-100mV)，其指示過電流的容許極限。在806處，可判定感測到的電壓是否大于臨限電壓(V)。若感測到的電壓不大于臨限電壓，則在808處，正常操作可繼續(例如，不使電路解除連接)，且方法800可在802處繼續感測輸入電壓。典型地，在負載故障后，例如若負載短路，則在感測電阻器上感測到的電壓或在感測節點處感測到的電壓可實質上增加且變得比臨限電壓大。此外，供電電壓中的電壓尖峰/涌浪亦可使感測到的電壓增加超出臨限電壓。因此，若感測到的電壓大于臨限電壓，則在810處，判定在VIN(或VIN_related)處的電壓的瞬間上升(δ ν)是否小于偏移電壓(V。sfix)。作為一實例，偏移電壓可為補償雜訊及/或負偏移電壓(例如，歸因于故障負載)的預定義的固定電壓。若電壓的瞬間上升(δ ν)小于偏移電壓，則可判定過電流系由有故障負載造成。 因此，在812處，可使電路(例如，包括有故障負載)解除連接。另或者，若電壓的瞬間上升 (δ ν)不小于偏移電壓，則可判定過電流系由供電電壓中的向上尖峰/涌浪及/或不良電壓調節造成。在此情況下，大的正電流將無害地傳遞至負載電容器內。此外，由于在此情況下的超載并非由一故障負載造成，因此切斷負載并不適當。因此，若電壓的瞬間上升(Sv) 不小于偏移電壓，則在814處，可瞬時/暫時掩蔽過電流回應(例如，以使電路解除連接)。 例如可在偵測到超載狀況后產生一停用信號以瞬時/暫時停用使電路(例如，包括負載) 解除連接的過電流回應電路。在掩蔽了過電流回應后，在808處，可繼續正常操作(例如， 不使電路解除連接)，且在802處，可繼續感測供電電壓(VIN或VIN_related)。圖9為包括至少一電力系統910的電子系統900的方塊圖，該電力系統910包括在前述具體實例中的一偵測電路102及一過電流切斷電路104。電力系統910電耦合至至少一處理器920及至少一存儲器單元930。例如匯流排940可提供電力系統910、處理器920與存儲器單元930之間的電連接。處理器920與存儲器單元930亦彼此電耦合。典型地，存儲器單元930可包括揮發性存儲器或非揮發性存儲器，或可包括揮發性及非揮發性存儲器兩者。作為說明而非限制，非揮發性存儲器可包括唯讀存儲器(ROM)、 可編程ROM (PROM)、電可編程ROM (EPROM)、電可抹除PROM (EEPROM)或快閃存儲器。揮發性存儲器可包括隨機存取存儲器(RAM)，其充當外部快取存儲器。作為說明而非限制， RAM可按許多形式利用，諸如，靜態RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙資料速率 SDRAM (DDR SDRAM)、增強型 SDRAM (ESDRAM)、同步鏈路 DRAM (SLDRAM)及直接 Rambus RAM(DRRAM)。本系統及方法的存儲器(例如，資料儲存器、資料庫、快取存儲器)意欲包含但不限于此等及任何其他合適類型的存儲器。以上已描述的內容包括本發明的具體實例的實例。當然，不可能為描述所主張主題的目的而描述組件或方法的每一可設想的組合，但應了解，本創新的許多其他組合及排列系可能的。因此，所主張主題意欲包含屬于隨附申請專利范圍的精神及范疇的所有此等更改、修改及變化。詳言之且關于由上述組件、器件、電路、系統及類似者執行的各種功能，除非另有指示，用以描述此等組件的術語(包括對「構件」的引用)意欲對應于執行所描述組件(例如，功能等效物)的指定功能的任一組件，即使結構上不等效于執行所主張主題的本文中說明的例示性態樣中的功能的所揭示結構亦如此。在此方面，亦將認識到，本創新包括一種系統以及具有用于執行所主張主題的各種方法的動作及/或事件的電腦可執行指令的電腦可讀媒體。上述組件及電路元件可具有任一合適值以實施本發明的具體實例。例如電阻器可具有任一合適的電阻，放大器可提供任一合適的增益，電源流可提供任一合適的安培數等。電阻器及電容器可具有任一合適的值及/或具有彼此間的任何特定比率。此外，放大器可包括任一合適的增益。已關于若干組件/區塊之間的互動描述先前提到的系統/電路/模組。可了解，此等系統/電路及組件/區塊可包括彼等組件或指定子組件、指定組件或子組件中的一些及/ 或額外組件，及前述各者的各種排列及組合。亦可將子組件實施為通信地耦合至其他組件而非包括于父組件(階層式)內的組件。另外，應注意，可將一或多個組件組合成提供聚集功能性的單一組件或分成若干單獨子組件，且可提供任何一或多個中間層(諸如，管理層) 以通信地耦合至此等子組件以便提供整合的功能性。本文中描述的任何組件亦可與未在本文中特定描述之一或多個其他組件互動。此外，雖然已關于若干實施中之僅一者揭示了本創新的一特定特征，但可將此特征與對于任一給定或特定應用可能需要且有利的其他實施的一或多個其他特征組合。此外，就術語「包括」、「具有」、「含有」及其變體及其他類似詞在實施方式或申請專利范圍中使用的程度而言，此等術語意欲按類似于術語「包含」作為開放式過渡詞(不排除任何額外或其他元件)的方式為包括性的。
權利要求
1.一種裝置，其包含一偵測器，用于感測一與一供電電壓有關的信號；及一過電流切斷電路，促進一負載與該供電電壓解除連接；其中，該偵測器用于回應于該供電電壓上的一正電壓涌浪而產生一輸出信號；且該輸出信號用于停用該過電流切斷電路。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該過電流切斷電路包含一第一比較器，具有耦合至該供電電壓的一第一輸入端，及耦合至一預定義的電壓臨限值的一第二輸入端；及一邏輯門，具有耦合至該第一比較器的一輸出端的一第一輸入端，及耦合至該輸出信號的一第二輸入端。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，該過電流切斷電路包括一鎖存器，該鎖存器具有耦合至該邏輯門的一輸出端的一重設輸入端，及耦合至用于使一負載解除連接的一開關的一控制接腳的一輸出端。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，其進一步包含用于連接該供電電壓與一負載的一開關，其中該邏輯門的一輸出控制該開關。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，該開關包括一η型通道金屬氧化物半導體場效電晶體。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該偵測器包含 一高通濾波器；及一第二比較器，具有耦合至該高通濾波器的一輸出端的一第一輸入端，及耦合至一偏移電壓的一第二輸入端。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，該高通濾波器包括連接于該供電電壓與一參考電壓之間的一電容器。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，該高通濾波器包括連接于一感測節點與一參考電壓之間的一電容器。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該偵測器包括連接于該供電電壓與一高通濾波器的一輸入端之間的一正向偏壓二極管。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，該過電流切斷電路包括一第一比較器，該第一比較器具有耦合至一感測節點的一第一輸入端，及耦合至該高通濾波器的一輸出端的一第二輸入端。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，該過電流切斷電路包括一鎖存器，該鎖存器具有耦合至該第一比較器的一輸出端的一重設輸入端，及耦合至用于使一負載解除連接的一開關的一控制接腳的一輸出端。
12.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，該第一比較器的一輸出端耦合至用于使一負載解除連接的一開關的一控制接腳。
13.一種方法，其包含識別由供電電壓中的一正尖峰產生的一過電流狀況； 確認該過電流狀況并非歸因于該供電電壓中的一負尖峰而造成；及回應于該確認而防止一負載的解除連接。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，其進一步包含感測在一供電電壓接腳或一感測節點中的至少一者處的一電壓，以促進該識別。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，該識別包括將該電壓與用于偵測該正尖峰的一預定義的臨限電壓進行比較。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，其進一步包含若該電壓大于該預定義的臨限電壓，則將該電壓的一瞬間上升與一偏移電壓進行比較；及若該電壓的瞬間上升大于該偏移電壓，則防止使該負載解除連接的一回應。
17.如權利要求13所述的方法，其特征在于，該識別包括區分由該負載中的一故障所造成的一過電流與由該供電電壓中的正尖峰所造成的一過電流。
18.—種冗余電力系統，其包含并聯連接的至少兩個冗余電路，每一者包括耦合至用于在超載期間使一負載解除連接的一過電流切斷電路的一正暫態偵測器，其中回應于由一第二冗余電路的一第二過電流切斷電路對該第二冗余電路進行的解除連接，一第一冗余電路的一第一正暫態偵測器停用該第一冗余電路的一第一過電流切斷電路。
19.如權利要求18的冗余電力系統，其特征在于，該第二冗余電路的一第二正暫態偵測器將該第二冗余電路的一供電電壓上的一正涌浪電壓、一正尖峰電壓或不良電壓調節中的至少一者與該第二冗余電路中的一負載電壓崩潰辨別開，且促進回應于該負載電壓崩潰的解除連接。
20.如權利要求18的冗余電力系統，其特征在于，該第一正暫態偵測器感測供應至一第一負載的一第一電壓信號，該第一過電流切斷電路在偵測到一過電流狀況時促進該第一負載與該第一電壓信號的解除連接，且其中第一正暫態偵測器回應于識別到該第一電壓信號中的一正尖峰而掩蔽該過電流狀況。
全文摘要
本發明揭示用于辨別一負向負載故障與一正向輸入電壓(VIN)涌浪的系統及方法。該系統包括一電路，該電路感測該VIN電壓以在識別到該正向VIN涌浪的情況下產生一停用信號。特定言之，該電路可包括一高通濾波器以促進對該正向VIN涌浪的識別。此外，該停用信號用以控制提供一過電流切斷的一過電流比較器。典型地，當識別到該正向VIN涌浪時，產生該停用信號，該停用信號掩蔽過電流回應，使得可在沒有錯誤地切斷該負載的情況下繼續正常操作。
文檔編號H02H3/08GK102403689SQ201110257449
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月1日 優先權日2010年9月10日
發明者威廉·布蘭迪斯·席倫 申請人:英特希爾美國公司