專利名稱：一種單板電源備份方法及單板電源備份系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種業(yè)務(wù)單板電源備份方法及其單板電源備份系統(tǒng)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對電源進行保護和備份的常見方式有以下幾種1)n+1集中供電方式該方式中，n+1(n≥1)塊相同的電源板同時并聯(lián)使用，為系統(tǒng)集中供電，系統(tǒng)功率＜電源板功率×n。當任意一塊電源板失效時，系統(tǒng)由其余n塊電源板供電，業(yè)務(wù)不會受到任何影響。但集中供電的可靠性低于分散供電。
2)單板級熱備份該方式中，各單板直接引入48V電源，通過本板DC/DC將48V轉(zhuǎn)換為需要的低壓，本板DC/DC做1+1熱備份。
3)分散供電、集中熱備份的方式該方式中，各單板直接引入48V電源，通過本板DC/DC將48V轉(zhuǎn)換為需要的低壓；同時，系統(tǒng)提供一塊備份電源板，輸出并引入各單板，與本板DC/DC一起為單板供電。當任意單板的DC/DC失效的時候，都能夠由備份電源板供電，業(yè)務(wù)不會受到任何影響。顯然，這是方式2的一種改良，將原來位于業(yè)務(wù)單板的備份電源全部集中起來，本質(zhì)上還是1+1備份。由于備份電源是與本板電源同時為業(yè)務(wù)單板供電，本質(zhì)上是1+1備份，因此備份電源的功率必須足以承擔整個系統(tǒng)。
其中第三種方式是較為先進的備份方式，

圖1是此種方式的供電結(jié)構(gòu)圖。
上述幾種方案雖然能實現(xiàn)電源的備份，但卻都存在如下的缺點1)備份電源功率比較大，成本相對比較高，散熱設(shè)計也很困難。
2)由于背板上的低壓母線通過的電流較大，所以，很難解決背板上的低壓母線壓降大的問題，進而使得無法應(yīng)用于低壓、大電流系統(tǒng)。
3)備份電源平時也處于工作狀態(tài)，負載較重，進而降低了本身的可靠性。
另外，現(xiàn)有n+1集中供電、集中熱備份還存在如下缺點1)由于電源板占用的板位過多，降低了業(yè)務(wù)單板的配置，影響了系統(tǒng)的集成度。
2)集中供電方式的可靠性較低。
3)很難解決背板上的低壓母線壓降大的問題，無法應(yīng)用于低壓、大電流的系統(tǒng)。
4)備份電源平時處于工作狀態(tài)使得負載較重，進而降低了本身的可靠性。
其中，本發(fā)明的單板電源備份方法采用分散式供電方式，先通過母線引入電壓給單板，再通過單板上的DC/DC將引入的電壓轉(zhuǎn)換為單板所需的工作電壓，同時設(shè)置一個備份DC/DC電源，與單板上的DC/DC電源并聯(lián)，最后將其輸出引入各單板，其特征在于在單板電源正常工作時，將備份DC/DC電源回路斷開，當單板電源失效時，將備份DC/DC電源回路接通。
所述的單板電源備份方法，還包括在每個單板上配置一個檢測切換電路，通過該電路控制備份電源回路的開閉，即單板正常工作時，該檢測切換電路使備份電源回路處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。
所述的單板電源備份方法，還包括在單板上設(shè)置一個儲能電阻，該儲能電阻一端接地，另一端連接負載，在電路切換過程中，為業(yè)務(wù)單板供電。
所述的單板電源備份方法，當業(yè)務(wù)單板的電源失效時，還包括一個向系統(tǒng)上報電源失效信息的步驟。
一種單板電源備份系統(tǒng)，包括高低壓母線，與高低壓母線相連的備份DC/DC電源和單板DC/DC電源，與單板DC/DC電源串聯(lián)的隔離二極管D1，該二極管D1的正極連接高電位，所述備份DC/DC電源與單板DC/DC電源并聯(lián)，其特征在于，還包括一個檢測切換電路，一端連接于單板DC/DC電源與隔離二極管D1之間，另一端連接低壓母線，單板正常工作時，該檢測切換電路使電源備份板處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。
所述的檢測切換電路，包括切換開關(guān)電路、采樣檢測電路，其中，所述的切換開關(guān)電路一端連接于低壓母線，另一端連接于二極管D1的負極，所述的采樣檢測電路輸入端連接于單板DC/DC電源與二極管D1之間，輸出端連接于切換開關(guān)電路的輸入端。
所述的切換開關(guān)電路包括相互并聯(lián)連接的MOS管Q4、電阻R2和二極管D4，所述MOS管Q4的漏極連接低壓母線，門極接收檢測采樣電路輸入的控制信號。
所述的檢測電路包括串聯(lián)連接的電阻R12和R13，其中，R13的一端連接在二極管D1的正極，另一端連接于一檢測芯片的輸入端，檢測芯片的輸出端連接于MOS管Q4的門極，完成對單板DC/DC電源輸出電壓的檢測，并在輸出電壓異常時輸出驅(qū)動信號，開通開關(guān)電路。
所述的單板電源備份系統(tǒng)，還包括一個緩啟動電路，所述的緩啟動電路連接于低壓母線和切換開關(guān)電路之間，包括串聯(lián)連接的電阻R6和R7，與R6并聯(lián)連接的電容C1，二極管D3和MOS管Q3，其中，該MOS管Q3的漏極與MOS管Q4的漏極相連。
所述的檢測切換電路還包括一個儲能電容C，該儲能電容C一端連接負載，另一端接地，用來在切換過程中向負載供電。
通過本發(fā)明的單板備份方法和單板備份系統(tǒng)，使得備份電源的功率配置靈活，備份電源的功率下降，大量節(jié)約了成本，同時由于減少了備份電源的線路壓降，而且在正常工作時，備份電源基本處在輕載狀態(tài)，溫升較低，可靠性相對提高。
如圖2所示，本發(fā)明設(shè)計了一種新型的單板電源備份系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)中的單板電源備份系統(tǒng)相同的部分是高低壓母線，備份DC/DC電源，單板DC/DC電源，二極管，該二極管正極連接系統(tǒng)的高電位，該母線用來提供系統(tǒng)正常工作時的功率輸入，該備份DC/DC電源與單板DC/DC電源并聯(lián)，工作時與單板上的DC/DC電源一樣，用來將高低壓母線輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閱伟逍枰闹绷麟妷?，比如可能母線提供電壓為48伏，而單板運行時需要的工作電壓為5伏，該DC/DC即可將該48伏電壓轉(zhuǎn)換為5伏的工作電壓。
本發(fā)明在上述的原備份系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了一個檢測切換電路，該檢測切換電路保證在單板正常工作時斷開備份DC/DC電源的回路，使得單板供電由單板DC/DC電源完成，當單板DC/DC電源出現(xiàn)問題而不能正常供電時，由電源備份板的DC/DC電源供電，保證單板正常工作。
如圖3所示，該檢測切換電路包括切換開關(guān)電路，采樣檢測電路和緩啟動電路。
該檢測電路包括一個采樣電路和一個檢測芯片，該檢測芯片可以有多種，具有基準源的比較器在本發(fā)明中都可以采用，比如本實施例中使用的型號為MC33161的檢測芯片，該采樣電路包括串聯(lián)連接的電阻R12和R13，其中R13的一端連接在二極管D1的正極，另一端連接于檢測芯片的輸入端，在本實施例中是3腳，R12的另一端接地。檢測芯片的輸出端5腳連接在MOS管Q4的門極，在電路工作時，先設(shè)置一個閾值，由采樣電路對本板輸出電壓進行采樣，并送到檢測芯片的3腳，當輸出低于設(shè)定的閾值時，檢測芯片的5腳由高電平反轉(zhuǎn)為低電平，完成檢測，并輸出切換信號，給開關(guān)電路，接通備份電源。
該切換開關(guān)電路包括并連連接的MOS管Q4、二極管D1和電阻R2，二極管D4的負極接MOS管Q4的源極，MOS管Q4的漏極連接低壓母線，門極接收檢測采樣電路輸入的控制信號。在Q4的門極，可以再連接一個限流電阻R3。Q4的漏極連接檢測芯片的5腳，即檢測電路的輸出端。
還包括一個緩啟動電路，該緩啟動電路連接于低壓母線和切換開關(guān)電路之間，包括串聯(lián)連接的電阻R6和R7，與R6并聯(lián)連接的電容C1，二極管D3和MOS管Q3，其中，該MOS管Q3的漏極與MOS管Q4的漏極相連。該緩啟動電路控制MOS管D3緩慢打開，避免單板熱插拔時打火。
本發(fā)明中MOS管Q3和Q4可以都使用P溝道、低壓降的MOS管，將門極接地即可。
在本發(fā)明中，將MOS管Q3和Q4相對使用，在不使用二極管的情況下，達到了將備份電源和本板電源隔離的目的，這是關(guān)鍵點所在。
為了保證單板能夠無逢切換，在該單板上還設(shè)置一個儲能電容C，該電容C一端連接于二極管D1的負極，另一端接地。在切換的過程中，由儲能電容C向單板供電。
本發(fā)明的單板電源備份方法，采用分散式供電方式，通過母線引入電壓給單板，進而通過單板上的DC/DC將母線引入的電壓轉(zhuǎn)換為單板所需的低壓，同時設(shè)置一個備份電源板，將其輸出引入各單板，在單板電源正常工作時，將備份電源回路斷開，當單板電源失效時，將備份電源置為閉路。
本發(fā)明在每個單板上配置一個檢測切換電路，單板正常工作時，該檢測切換電路使電源備份板處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。
本發(fā)明還在單板上設(shè)置一個儲能電阻，該儲能電阻在電路切換時，為單板供電。
當業(yè)務(wù)單板的電源失效時，還包括一個向系統(tǒng)上報信息的步驟。將單板失效的故障上報給系統(tǒng)，這樣，可以盡快地爭取時間來完成故障電源地修復(fù)工作，避免備份電源使用時間過長，降低系統(tǒng)安全系數(shù)。
通過本發(fā)明的單板電源備份系統(tǒng)和備份方法的應(yīng)用，使得備份電源的功率配置靈活、備份電源的功率下降，大量節(jié)約了成本，同時減少了備份電源的線路壓降，而且在正常工作時，備份電源基本處在輕載狀態(tài)，溫升較低，可靠性相對提高。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種單板電源備份方法，采用分散式供電方式，通過母線引入電壓給單板，進而通過單板上的DC/DC將引入的電壓轉(zhuǎn)換為單板所需的工作電壓，同時設(shè)置一個備份DC/DC電源，與單板上的DC/DC電源并聯(lián)，其輸出引入各單板，其特征在于在單板電源正常工作時，將備份DC/DC電源回路斷開，當單板電源失效時，將備份DC/DC電源回路接通。
2.如權(quán)利要求1所述的單板電源備份方法，其特征在于還包括在每個單板上配置一個檢測切換電路，通過該電路控制備份電源回路的開閉，單板正常工作時，該檢測切換電路使備份電源回路處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。
3.如權(quán)利要求2所述的單板電源備份方法，其特征在于還包括在單板上設(shè)置一個儲能電阻，該儲能電阻一端接地，另一端連接負載，在電路切換過程中，為業(yè)務(wù)單板供電。
4.如權(quán)利要求1、2或3任一項所述的單板電源備份方法，其特征在于當業(yè)務(wù)單板的電源失效時，還包括一個向系統(tǒng)上報電源失效信息的步驟。
5.一種單板電源備份系統(tǒng)，包括高低壓母線，與高低壓母線相連的備份DC/DC電源和單板DC/DC電源，與單板DC/DC電源串聯(lián)的隔離二極管D1，該二極管D1的正極連接高電位，所述備份DC/DC電源與單板DC/DC電源并聯(lián)，其特征在于，還包括一個檢測切換電路，一端連接于單板DC/DC電源與隔離二極管D1之間，另一端連接低壓母線，單板正常工作時，該檢測切換電路使電源備份板處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。
6.如權(quán)利要求5所述的單板電源備份系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測切換電路包括切換開關(guān)電路、采樣檢測電路，所述的切換開關(guān)電路一端連接于低壓母線，另一端連接于二極管D1的負極，所述的采樣檢測電路輸入端連接于單板DC/DC電源與二極管D1之間，輸出端連接于切換開關(guān)電路的輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的單板電源備份系統(tǒng)，其特征在于所述的切換開關(guān)電路包括相互并聯(lián)連接的MOS管Q4、電阻R2和二極管D4，所述MOS管Q4的漏極連接低壓母線，門極接收檢測采樣電路輸入的控制信號。
8.如權(quán)利要求6所述的單板電源備份系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測電路包括串聯(lián)連接的電阻R12和R13，其中，R13的一端連接在二極管D1的正極，另一端連接于一檢測芯片的輸入端，檢測芯片的輸出端連接于MOS管Q4的門極，完成對單板DC/DC電源輸出電壓的檢測，并在輸出電壓異常時輸出驅(qū)動信號，開通開關(guān)電路。
9.如權(quán)利要求7所述的單板電源備份系統(tǒng)，其特征在于還包括一個緩啟動電路，所述的緩啟動電路連接于低壓母線和切換開關(guān)電路之間，包括串聯(lián)連接的電阻R6和R7，與R6并聯(lián)連接的電容C1，二極管D3和MOS管Q3，其中，該MOS管Q3的漏極與MOS管Q4的漏極相連。
10.如權(quán)利要求5、6、7、8或9任一項所述的單板電源備份系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測切換電路還包括一個儲能電容C，該儲能電容C一端連接負載，另一端接地，用來在切換過程中向負載供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單板電源備份方法及其單板電源備份系統(tǒng)。其中，單板電源備份方法為先通過母線引入電壓給單板；再通過單板上的DC/DC將引入的電壓轉(zhuǎn)換為所需的低壓，同時設(shè)置一個備份電源，將其輸出引入各單板，在單板電源正常工作時，將備份電源回路斷開，當單板電源失效時，將備份電源回路置為閉路。單板電源備份系統(tǒng)，包括高低壓母線，備份電源和DC/DC電源，與DC/DC電源串聯(lián)的二極管D1，其特征在于，還包括一個檢測切換電路，單板正常工作時，該檢測切換電路使電源備份板處于開路狀態(tài)，當單板電源失效時，該檢測切換電路接通備份電源回路，為業(yè)務(wù)單板供電。通過本發(fā)明，備份電源的功率下降，大量節(jié)約了成本。
文檔編號H02J9/06GK1472863SQ0212592
公開日2004年2月4日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者李瑞蓮, 丁杰 申請人:華為技術(shù)有限公司