[发明专利]实现被配置成用于防止火花的电源的电路和系统

说明书

本发明涉及实现被配置成用于防止火花的电源的电路和系统。电路包括将初级电压源连接至负载连接器的初级晶体管。当接收到关命令时，转换器和次级晶体管使初级晶体管打开，而当接收到开命令时，转换器和次级晶体管使初级晶体管闭合。次级晶体管由次级电压源供电。微控制器接收负载连接器处负载电压的测量。微控制器检测负载电压的下降，以确定当关命令被发出时负载变为连接至电路的时刻。微控制器响应于所述确定而发出开命令。可以发出连续短暂的开命令，以最初控制负载中的电流积聚。系统包括微控制器和用于为多个负载供电的多个这样的电路。

技术领域

本公开内容涉及电子电源领域。更具体地，本公开内容涉及实现被配置成用于防止火花的电源的电路和系统。

背景技术

用于云计算、搜索引擎和类似应用的大规模网络通常包括用于负载共享和用于冗余的数十台或数百台服务器。这些网络需要是高度可扩展的，因此需要向网络基础架构频繁地添加更多的服务器。

大规模的服务器网络消耗非常大量的电能，并生成大量的热量。降低功耗的任何方式是可取的。

在故障的情况下，例如发生短路，可以使用熔断器和/或继电器来切断向服务器的电力输送。然而，熔断器通常反应很慢，并且必须在短路之后进行更换。继电器可以保护服务器免受短路的影响，并且可以被重新装备，但是反应非常慢。另外，提供至服务器的电流必须流过继电器的触点，这导致重大的功率损失。测量已经表明：通常输送至服务器的电力中高达4％的电力可能损耗在继电器中。继电器中浪费的能量导致热量积聚在电源中，这对于大型服务器组而言，转化为重要的冷却需求。

大规模服务器网络的可用性要求非常高，因此必须在没有延迟且没有服务中断的情况下进行维护活动，包括附加服务器的连接和故障单元的更换。

对安装服务器的人员来说，一种特别令人不安的情况是：在最初插入电源时，涌入服务器的电流经常在插入式连接的层次处引起火花。对安装服务器的操作员而言，这种火花可能是非常令人不安的，并且还可能导致积碳在连接器上积聚。积碳在连接器上产生不期望的阻抗，从而导致功率损失，并最终导致到一些服务器的失败连接。这些积碳最终可能导致火灾危险。

因此，期望解决上述缺点的电源。

发明内容

根据本技术的一个方面，提供了一种用于为负载供电的电路，该电路包括：初级电压源；负载连接器；初级晶体管，其将初级电压源连接至负载连接器；次级电压源；顶部电阻器，其将次级电压源连接至初级晶体管的栅极；底部电阻器，其并联连接至负载连接器；次级晶体管，其连接在顶部电阻器与底部电阻器之间；命令转换器，当接收到关命令时，命令转换器使次级晶体管闭合并且使初级晶体管打开，当接收到开命令时，命令转换器使次级晶体管打开并且使初级晶体管闭合；微控制器，其适于：最初发出关命令，接收负载连接器处电压的测量，在关命令被发出时通过检测负载连接器处的中间电压来确定负载未连接，在关命令被发出时通过检测负载连接器处的低电压来确定负载连接至负载连接器，以及响应于负载连接至负载连接器的确定而发出开命令。

在本技术的一些实现中，初级晶体管被配置成：在低电压或中间电压被施加于其栅极时打开，而在高电压被施加于其栅极时闭合。

在本技术的一些实现中，响应于负载连接至负载连接器的确定而发出的开命令是第一脉冲命令，随后是关命令的实例。

在本技术的一些实现中，微控制器还适于：发出用于导通电路的脉冲命令序列，每个脉冲命令之后是关命令的相应实例；在发出脉冲命令序列时，监视负载连接器处的电压；以及当负载连接器处的电压达到标称值时，终止脉冲命令序列，并发出连续的开命令。

在本技术的一些实现中，在负载未连接时闭合次级晶体管导致在初级晶体管的栅极处施加中间电压；在负载连接时闭合次级晶体管导致在初级晶体管的栅极处施加低电压；以及打开次级晶体管导致在初级晶体管的栅极处施加高电压。