專利名稱：電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)及冗余電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)及冗余電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
冗余電源系統(tǒng)是ー種可靠性較高的電源系統(tǒng)，多用于服務(wù)器等設(shè)備中，由多個冗余電源模塊組成，每個冗余電源模塊各由一個防反灌開關(guān)管來控制，例如利用金屬氧化層半導體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)進行控制，共同為設(shè)備提供直流電。當一個冗余電源模塊出現(xiàn)故障吋，控制該冗余電源模塊的防反灌開關(guān)管就會關(guān)斷，其余的冗余電源模塊還可以繼續(xù)為設(shè)備供電，不會對設(shè)備造成影響。 本發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題目前的冗余電源模塊中，有一種是將防反灌開關(guān)管串聯(lián)在直流輸出端的高壓端，這樣可以避免防反灌開關(guān)管的控制信號對直流輸出端輸出的其他信號造成干擾，例如IIC (Inter-IntegratedCircuit)總線協(xié)議通信信號等。但是將防反灌開關(guān)管串聯(lián)在輸出高端，需要額外的繞組及供電電路為防反灌開關(guān)管提供控制信號，導致輸出高端的防反灌開關(guān)管的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)及冗余電源系統(tǒng)，一定程度上簡化了現(xiàn)有的冗余電源模塊中輸出高端的防反灌開關(guān)管的控制電路結(jié)構(gòu)。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案一種開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)，包括交流輸入線圈、直流輸出端、第一濾波電容、第一高端ニ極管、濾波電路和防反灌開關(guān)管，其中所述直流輸出端的高壓端連接至所述交流輸入線圈的中點，所述直流輸出端的低壓端連接至兩個并聯(lián)的整流ニ極管的正極，兩個所述整流ニ極管的負極分別連接至所述交流輸入線圈的兩端，所述第一濾波電容并聯(lián)在所述直流輸出端的兩端；所述第一高端ニ極管的正極與所述交流輸入線圈的一端相連，所述第一高端ニ極管的負極連接至所述濾波電路的輸入端；所述濾波電路的輸出端連接至所述防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極；所述防反灌開關(guān)管串聯(lián)于所述交流輸入線圈的中點與所述直流輸出端的高壓端之間，且所述防反灌開關(guān)管的源極與所述所述交流輸入線圈的中點相連，所述防反灌開關(guān)管的漏極與所述直流輸出端的高壓端相連。ー種冗余電源系統(tǒng)，包括至少兩個冗余電源模塊，每個所述冗余電源模塊的直流輸出的均并聯(lián)在同一負載的兩端，每個所述冗余電源模塊中設(shè)有上述開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點交流輸入線圈的兩端中，當與第一高端二極管相連的一端為高壓端，另一端為低壓端時，與交流輸入線圈的低壓端相連的整流二極管導通；與交流輸入線圈的高壓端相連的整流二極管承受反向電壓而不導通，并且第一高端二極管能夠獲取該高壓端的電壓，經(jīng)過濾波電路處理后輸入防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極，作為防反灌開關(guān)管的控制信號。
由于此時直流輸出端的高壓端與交流輸入線圈的中點的電壓相等，并且防反灌開關(guān)管驅(qū)動極的電壓與交流輸入線圈的高壓端的電壓相等，所以防反灌開關(guān)管驅(qū)動極的電壓高于源極的電壓，從而實現(xiàn)了為輸出高端的防反灌開關(guān)管供電。因此本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，不僅避免了防反灌開關(guān)管的控制信號對直流輸出端輸出的其他信號造成干擾，并且無需設(shè)置額外的繞組及供電電路，一定程度上簡化了現(xiàn)有的輸出高端的防反灌開關(guān)管的控制電路結(jié)構(gòu)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明的實施例提供的開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的實施例提供的開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)的另
一示意圖；圖3為本發(fā)明的實施例提供的供電系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖；圖4為本發(fā)明的實施例提供的供電系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖；圖5為本發(fā)明的實施例提供的冗余電源系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例I :如圖I所示，本發(fā)明實施例所提供的開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)可應(yīng)用于冗余電源模塊，該供電系統(tǒng)包括交流輸入線圈L2、直流輸出端、第一濾波電容Cl、第一高端二極管D3、濾波電路和一個防反灌開關(guān)管，本實施例中，以MOSFET作為防反灌開關(guān)管。冗余電源模塊的輸入端通常是一個變壓器，包括原線圈LI和副線圈L2，該副線圈即作為冗余電源模塊的交流輸入線圈L2。直流輸出端用于給負載供電，直流輸出端的高壓端V+連接至交流輸入線圈L2的中點，直流輸出端的低壓端V-連接至兩個并聯(lián)的整流二極管Dl、D2的正極，兩個整流二極管Dl、D2的負極分別連接至交流輸入線圈L2的兩端，第一濾波電容Cl并聯(lián)在直流輸出端的兩端。第一高端ニ極管D3的正極與交流輸入線圈L2的a端相連，第一高端ニ極管D3的負極連接至濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接至MOSFET的驅(qū)動扱，也就是柵極(G極)。MOSFET串聯(lián)于交流輸入線圈L2的中點與直流輸出端的高壓端V+之間，且MOSFET的源極(S極)與交流輸入線圈L2的中點相連，MOSFET的漏極(D極)與直流輸出端的高壓端V+相連。
交流輸入線圈的a、b兩端中，當與第一高端ニ極管D3相連的a端為高壓端，b端為低壓端吋，與交流輸入線圈L2的低壓端b相連的整流ニ極管D2導通；與交流輸入線圈L2的高壓端a相連的整流ニ極管Dl承受反向電壓而不導通，并且第一高端ニ極管D3能夠獲取該高壓端a的電壓，經(jīng)過濾波電路處理后輸入MOSFET的G極，作為MOSFET的控制信號。由于此時直流輸出端的高壓端V+與交流輸入線圈L2的中點的電壓相等，并且MOSFET的G極的電壓與交流輸入線圈L2的高壓端a的電壓相等，所以MOSFET的G極的電壓高于S極的電壓，即Vgs>0，從而實現(xiàn)了為輸出高端的MOSFET供電。因此本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，不僅避免了防反灌開關(guān)管的控制信號對直流輸出端輸出的其他信號造成干擾，并且無需設(shè)置額外的繞組及供電電路，一定程度上簡化了現(xiàn)有的輸出高端的防反灌開關(guān)管的控制電路結(jié)構(gòu)。作為ー個優(yōu)選方案，供電系統(tǒng)中還包括連接于濾波電路的輸出端與MOSFET的G極之間的控制電路，如圖2所示。當該冗余電源模塊出現(xiàn)故障時，控制電路能夠?qū)V波電路輸出的MOSFET控制信號轉(zhuǎn)為低電平，關(guān)斷M0SFET，從而使負載以及其他的冗余電源模塊不受該產(chǎn)生故障的冗余電源模塊影響。具體的，如圖3所示，濾波電路包括第二濾波電容C2，第二濾波電容C2連接于第一高端ニ極管D3的負極與MOSFET的S極之間；進ー步的，為降低電流和功耗，通常還可以在第一高端ニ極管D3的負極串聯(lián)ー個電阻R。交流輸入線圈L2的a端輸出的是正弦波等交流信號，第二濾波電容C2能夠?qū)⒃摻涣餍盘柕牟ㄐ无D(zhuǎn)換為平穩(wěn)的高電平。此外，第二濾波電容C2能夠在較長時間內(nèi)保持該高電平，當交流輸入線圈L2的a端為低壓端，b端為高壓端吋，也能夠為MOSFET的G極供電?？刂齐娐钒ū容^器，比較器的輸入端與濾波電路的輸出端相連，比較器的輸出端與MOSFET的G極相連，比較器的兩個檢測端分別與MOSFET的S極和D極相連。比較器檢測并比較MOSFET的S極和D極的電壓，由于MOSFET本身存在阻抗，因此正常情況下，S極的電壓比D極略高ー些，從濾波電路輸出的MOSFET控制信號可直接通過比較器。當D極的電壓高于S極的電壓時，即負載側(cè)電壓高于冗余電源模塊的內(nèi)部電壓，則認為該冗余電源模塊出現(xiàn)故障，比較器將濾波電路輸出的MOSFET控制信號轉(zhuǎn)為低電平，就可以將MOSFET關(guān)斷，從而使負載以及其他的冗余電源模塊不受該產(chǎn)生故障的冗余電源模塊影響。需要說明的是，上述交流輸入線圈也可以由兩個相同的線圈串聯(lián)而成，并且將直流輸出端的高壓端連接至兩個線圈之間，只要兩個線圈的同名端方向一致即可。另外，防反灌開關(guān)管不只限于M0SFET，也可利用IGBT等其他晶體管實現(xiàn)。
實施例2 本實施例與實施例I基本相同，其不同點在于如圖4所示,本實施例中還包括第二高端二極管D4，第二高端二極管D4的正極與交流輸入線圈L2的b端相連，第二高端二極管D4的負極連接至濾波電路的輸入端。當交流輸入線圈L2的a端為低壓端，b端為高壓端時，設(shè)置于b端的第二高端二極管D4可以獲取b端的高電壓，經(jīng)過濾波電路之后輸入MOSFET的G極，作為MOSFET的控制信號。這樣，第二濾波電容C2保持高電平的時間可以縮短，從而簡化濾波電路的設(shè)計。實施例3 如圖5所示，本發(fā)明實施例還提供一種冗余電源系統(tǒng)，包括至少兩個冗余電源模塊，每個冗余電源模塊的直流輸出的均并聯(lián)在同一負載的兩端，并且其中每個冗余電源模塊中都設(shè)有上述實施例I或?qū)嵤├?中的開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)，其 具體實現(xiàn)可參考上述實施例描述，在此不再贅述。由于本發(fā)明實施例提供的冗余電源系統(tǒng)與上述本發(fā)明實施例所提供的冗余電源模塊具有相同的技術(shù)特征，所以也能產(chǎn)生相同的技術(shù)效果，解決相同的技術(shù)問題。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(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)以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括交流輸入線圈、直流輸出端、第一濾波電容、第一高端二極管、濾波電路和防反灌開關(guān)管，其中 所述直流輸出端的高壓端連接至所述交流輸入線圈的中點，所述直流輸出端的低壓端連接至兩個并聯(lián)的整流二極管的正極，兩個所述整流二極管的負極分別連接至所述交流輸入線圈的兩端，所述第一濾波電容并聯(lián)在所述直流輸出端的兩端； 所述第一高端二極管的正極與所述交流輸入線圈的一端相連，所述第一高端二極管的負極連接至所述濾波電路的輸入端； 所述濾波電路的輸出端連接至所述防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極； 所述防反灌開關(guān)管串聯(lián)于所述交流輸入線圈的中點與所述直流輸出端的高壓端之間，且所述防反灌開關(guān)管的源極與所述所述交流輸入線圈的中點相連，所述防反灌開關(guān)管的漏極與所述直流輸出端的高壓端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的供電系統(tǒng)，其特征在于所述濾波電路包括第二濾波電容，所述第二濾波電容連接于所述所述第一高端二極管的負極與所述防反灌開關(guān)管的源極之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的供電系統(tǒng)，其特征在于還包括連接于所述濾波電路的輸出端與所述防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極之間的控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電系統(tǒng)，其特征在于所述控制電路包括比較器； 所述比較器的輸入端與所述濾波電路的輸出端相連； 所述比較器的輸出端與所述防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極相連； 所述比較器的兩個檢測端分別與所述防反灌開關(guān)管的源極和漏極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的供電系統(tǒng)，其特征在于還包括第二高端二極管，所述第二高端二極管的正極與所述交流輸入線圈的另一端相連，所述第二高端二極管的負極連接至所述濾波電路的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的供電系統(tǒng)，其特征在于所述第一高端二極管的負極與所述濾波電路的輸入端之間串聯(lián)有電阻。
7.—種冗余電源系統(tǒng)，其特征在于包括至少兩個冗余電源模塊，每個所述冗余電源模塊的直流輸出的均并聯(lián)在同一負載的兩端； 每個所述冗余電源模塊中設(shè)有權(quán)利要求1-6任一項所述的開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)及冗余電源系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。一定程度上解決了現(xiàn)有的冗余電源模塊中輸出高端的防反灌開關(guān)管的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。該開關(guān)電源輸出高端防反灌開關(guān)管的供電系統(tǒng)，包括第一高端二極管、濾波電路和一個防反灌開關(guān)管，其中第一高端二極管的正極與交流輸入線圈的一端相連，第一高端二極管的負極連接至濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端連接至防反灌開關(guān)管的驅(qū)動極。
文檔編號H02J9/06GK102723884SQ20121016411
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者徐金柱 申請人:華為技術(shù)有限公司