技术领域
[0001] 本
发明涉及
主板热拔插电路设计技术领域，具体涉及一种实现热插拔MOSFET均流的电路结构。
背景技术
[0002] 随着科技
水平的进步，现阶段AI、
大数据已经成为市场应用的前沿。相对而言，为了适应对
数据处理的要求，不仅CPU、GPU的需求功耗急剧提升，所对应开发出的AI芯片也有相对于一般芯片较高
能量需求。
服务器中相应的如内存、
硬盘等配套设备的功耗也随之增加，所以跟随着每一代核心器件的升级，供电
母线中的
电流会成比例的增加。
[0003] 由于服务器主板上存在较多电容，在接入电源的瞬间可以将电容看作
短路状态，此时供电母线上会出现较大的电流尖峰，使主板损坏。为了避免类似情况发生，在主板的电源接入端口后端
串联热插拔电路，热插拔电路在主板上主要有以下功能：(1)初始供电时控制母线电流缓慢抬升，防止电流尖峰；(2)监控母线电流，实现过流保护；(3)采集供电信息，提供功耗监控。如果想使MOSFET通过电流时间越长，那么在承受相同
电压下通过电流就越小。所以通常采用并联多个MOSFET分流以承受较高的母线电流。
[0004] 虽然并联多个MOSFET可以有效的提高服务器整体运行的可靠性，但是随着周围器件的增加，留给热插拔电路布局的空间逐渐减小，考虑到走线与器件自身发热等问题，PCB板上的布局不易过密集；但是PCB中走线存在一定的寄生阻抗，并且该阻抗等级与正常工作中MOSFET的等效阻抗相同。所以每个MOSFET的损耗也不相同，在长时间运行下，热量逐渐累积会导致部分MOSFET热量超过临界值而烧毁。
发明内容
[0005] 针对PCB中走线存在一定的寄生阻抗，并且该阻抗等级与正常工作中MOSFET的等效阻抗相同。所以每个MOSFET的损耗也不相同，在长时间运行下，热量逐渐累积会导致部分MOSFET热量超过临界值而烧毁的问题，本发明提供一种实现热插拔MOSFET均流的电路结构。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 本发明技术方案提供一种实现热插拔MOSFET均流的电路结构，所述的实现热插拔MOSFET均流的电路结构串联在主板的供电母线上，该电路结构包括热插拔
控制器和若干级模拟控制电路；每级模拟控制电路的输入端均连接到供电母线的输入电流；每级模拟控制电路的输出端均用于连接到负载；若干级模拟控制电路分别与热插拔控制器连接；
[0008] 每级模拟控制电路均包括
采样电阻、比较模
块、MOSFET管和调控三级管；
[0009] 所述的采样电阻分别与比较模块和MOSFET管连接，比较模块的输出端连接到调控
三极管，所述的比较模块的输入端还连接到基准电流；MOSFET管和调控三级管连接，所述的调控三极管连接到热插拔控制器。
[0010] 优选地，每级的比较模块均包括比例
放大器和比较器；所述的比例放大器的两个输入端分别连接到采样电阻的两端，比例放大器的输出端连接到比较器的
反相输入端，所述的比较器的正向输入端连接到基准电流；所述的比较器的输出端连接到调控三极管。
[0011] 优选地，主板母线的电流通
过采样电阻连接到MOSFET管的漏极，所述的比较器的输出端连接到调控三极管的基极，调控三极管的发射极接地；所述的调控三极管的集
电极通过电阻连接到热插拔控制器；MOSFET管的栅极连接到调控三极管的集电极，MOSFET管的源极作为输出端连接到负载。
[0012] 优选地，所述的模拟控制电路包括二级模拟控制电路和三级模拟控制电路。
[0013] 优选地，该电路结构还包括用于输出基准电流的基准电流电路，所述的基准电流电路包括采样电阻、比例放大器和一级MOSFET管；所述的采样电阻串联在主板的供电母线上，采样电阻的两端分别连接到比例放大器的输入端，比例放大器的输出端输出电流作为基准电流分别输入到二级模拟控制电路比较器的正向输入端和三级模拟控制电路比较器的正向输入端；
[0014] 主板的供电母线电流通过采样电阻输入到一级MOSFET管的漏极，一级MOSFET管的栅极连接到热插拔控制器。
[0015] 优选地，所述的模拟控制电路还包括四级模拟控制电路，四级模拟控制电路比较器的正向输入端连接到与之相邻的上一级的比例放大器的输出端，即，相邻的上一级的比例放大器的输出端输出电流为基准电流。
[0016] 优选地，不同级的模拟控制电路并联在电路中。
[0017] 优选地，每一级模拟控制电路的比较器
输出电压到所在级的调控三极管的基极，控制调控三极管的电流进一步控制MOSFET管的栅极电压。
[0018] 采样环节通过在每个MOSFET前串入采样电阻，将线路上的电流
信号转换为相应的电压信号，之后通过比较器与其相邻的上一级MOSFET管电流采样值进行比较，输出
控制信号，该信号代表相邻电流之间的差值。
[0019] 调控部分主要由调控三极管构成，三极管截止时，从热插拔控制控制器输出的电压直接供给并联最外层的MOSFET管，其相邻的MOSFET管的电压，通过两者比较所输出的控制信号调节相应的调节三极管，从而减小电压以降低器件通流能
力，使整体实现均流。
[0020] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过引入附加电路采集每个MOSFET的实际电流值，并且通过模拟电路调节各器件的Vg值，以改变通流能力从而实现均流，以达到
温度均衡。有效提高热插拔模块中并联MOSFET的电流均衡能力，从而减少PCB板上的占用空间，降低成本，提高整体可靠性。
[0021] 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。
[0022] 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
[0023] 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。
[0024] 图1是本发明实施例一提供的实现热插拔MOSFET均流的电路结构示意图。
[0025] 图2是本发明实施例二提供的实现热插拔MOSFET均流的电路结构示意图。
具体实施方式
[0026] 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。
[0027] 实施例一
[0028] 本发明技术方案提供一种实现热插拔MOSFET均流的电路结构，所述的实现热插拔MOSFET均流的电路结构串联在主板的供电母线上，该电路结构包括热插拔控制器和两级模拟控制电路；每级模拟控制电路的输入端VIN均连接到供电母线的输入电流；每级模拟控制电路的输出端VOUT均用于连接到负载；两级模拟控制电路分别与热插拔控制器连接；所述的两级模拟控制电路分别为二级模拟控制电路和三级模拟控制电路；
[0029] 该电路结构还包括用于输出基准电流的基准电流电路，如图1所示，二级模拟控制电路和三级模拟控制电路并联连接；所述的基准电流电路包括采样电阻R1、比例放大器U1-1和一级MOSFET管M1；所述的采样电阻R1串联在主板的供电母线上，采样电阻R1的两端分别连接到比例放大器U1-1的输入端，比例放大器U1_1的输出端输出电流作为基准电流分别输入到二级模拟控制电路比较器U2-2的正向输入端和三级模拟控制电路比较器U3-2的正向输入端；主板的供电母线电流通过采样电阻R1输入到一级MOSFET管M1的漏极，一级MOSFET管M1的栅极连接到热插拔控制器U5。
[0030] 二级模拟控制电路包括采样电阻R2、比例放大器U2-1和比较器U2-2；所述的比例放大器U2-1的两个输入端分别连接到采样电阻R2的两端，比例放大器U2-1的输出端连接到比较器U2-2的反相输入端，所述的比较器U2-2的正向输入端连接到比例放大器U1-1的输出端输；所述的比较器U2-2的输出端连接到调控三极管Q2。主板母线的电流通过采样电阻R2连接到MOSFET管M2的漏极，所述的比较器U2-2的输出端连接到调控三极管Q2的基极，调控三极管Q2的发射极接地；所述的调控三极管Q2的集电极通过电阻R21连接到热插拔控制器U5；MOSFET管M2的栅极连接到调控三极管Q2的集电极，MOSFET管M2的源极作为输出端VOUT连接到负载。
[0031] 三级模拟控制电路包括采样电阻R3、比例放大器U3-1和比较器U3-2；所述的比例放大器U3-1的两个输入端分别连接到采样电阻R3的两端，比例放大器U3-1的输出端连接到比较器U3-2的反相输入端，所述的比较器U3-2的正向输入端连接到比例放大器U1-1的输出端输；所述的比较器U3-2的输出端连接到调控三极管Q3。主板母线的电流通过采样电阻R3连接到MOSFET管M3的漏极，所述的比较器U3-2的输出端连接到调控三极管Q3的基极，调控三极管Q3的发射极接地；所述的调控三极管Q3的集电极通过电阻R31连接到热插拔控制器U5；MOSFET管M3的栅极连接到调控三极管Q3的集电极，MOSFET管M3的源极作为输出端VOUT连接到负载。
[0032] 每一级模拟控制电路的比较器输出电压到所在级的调控三极管的基极，控制调控三极管的电流进一步控制MOSFET管的栅极电压。
[0033] 采样环节通过在每个MOSFET管前串入采样电阻，将线路上的电流信号转换为相应的电压信号，之后通过比较器与其相邻的上一级MOSFET管电流采样值进行比较，输出控制信号，该信号代表相邻电流之间的差值。
[0034] 调控部分主要由调控三极管构成，三极管截止时，从热插拔控制控制器输出的电压直接供给并联最外层的MOSFET管，其相邻的MOSFET管的电压，通过两者比较所输出的控制信号调节相应的调节三极管，从而减小电压以降低器件通流能力，使整体实现均流。
[0035] 实施例二
[0036] 如图2所示，本发明技术方案提供一种实现热插拔MOSFET均流的电路结构，与实施例一的不同之处包括：
[0037] 四级模拟控制电路包括采样电阻R4、比例放大器U4-1和比较器U4-2；所述的比例放大器U4-1的两个输入端分别连接到采样电阻R4的两端，比例放大器U4-1的输出端连接到比较器U4-2的反相输入端，所述的比较器U4-2的正向输入端连接到二级模拟控制电路比例放大器U2-1的输出端输；所述的比较器U4-2的输出端连接到调控三极管Q4。主板母线的电流通过采样电阻R4连接到MOSFET管M4的漏极，所述的比较器U4-2的输出端连接到调控三极管Q4的基极，调控三极管Q4的发射极接地；所述的调控三极管Q4的集电极通过电阻R41连接到热插拔控制器U5；MOSFET管M4的栅极连接到调控三极管Q4的集电极，MOSFET管M4的源极作为输出端VOUT连接到负载。
[0038] 采样环节通过在每个MOSFET前串入采样电阻，将线路上的电流信号转换为相应的电压信号，之后通过比较器与其相邻的上一级MOSFET管电流采样值进行比较，输出控制信号，该信号代表相邻电流之间的差值。
[0039] MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)金属
氧化物
半导体场效应晶体管。
[0040] 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。
