[發明專利]一種雙電源備份多級電路系統

在審

• 申請號: 201410363469.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105305590A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 趙寶瀛;張勇才
• 申請（專利權）人: 趙寶瀛
• 主分類號: H02J9/00
• 分類號: H02J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電源系統領域；尤其是涉及一種雙電源備份多級電路系統。

背景技術

隨著全網IP化的推進和移動互聯的發展，通信網絡承載的業務量呈現爆炸式增長。為量語音及數據提供穩定的通信環境要求網絡具有強生存性和高可用性，要求網絡設備具有續穩定的工作能力。電源系統為網絡設備持續工作提供基礎支撐，傳統的單路電源供電存掉電隱患，導致設備停機、通信中斷。采用合適的備份電源設計能夠保證單路電源掉電時，份電源能夠持續供電，提高系統的容錯性和長期連續工作的可靠性。由于通信設備中涉到多種元器件，擁有不同的工作電平，需要對供電系統進行分級電平設計，5V和3.3V作最常見的工作電平，對其進行有效設計在分級設計中意義重大。典型的持續通信設備有服務器、無線通信基站、廣電通信設備等，其電源系統設計一直研究的熱門領域。但是供電的效率和穩定度一直是待解決的問題。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種穩定度高且效率高的一種雙電源備份多級電路系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括P溝道MOSFET、降壓穩壓芯片、放大器模塊、比較器模塊、混合轉向器模塊、控制模塊、多級DC-DC電路、輸入模塊和輸出模塊，其特征在于：所述的P溝道MOSFET、降壓穩壓芯片、放大器模塊、比較器模塊、混合轉向器模塊、控制模塊、多級DC-DC電路、輸入模塊和輸出模塊依次相連。

作為一種優選方案，本發明所述控制模塊采用單片機。

本發明有益效果。

本發明所述的P溝道MOSFET、降壓穩壓芯片、放大器模塊、比較器模塊、混合轉向器模塊、控制模塊、多級DC-DC電路、輸入模塊和輸出模塊依次相連。基于電源管理芯片和P溝道MOSFET管進行雙電源備份電路設計，基于降壓穩壓芯片進行多級DC-DC電路設計，包括各電路工作原理和關鍵原器件選型分析。實際測試結果表明，電壓輸出穩定，紋波系數、開關效率、備份效果均達到要求，實現了結構簡單、可用性高的雙電源備份多級DC-DC通信電源系統。

附圖說明

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1是本發明電路原理框圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明包括P溝道MOSFET、降壓穩壓芯片、放大器模塊、比較器模塊、混合轉向器模塊、控制模塊、多級DC-DC電路、輸入模塊和輸出模塊，其特征在于：所述的P溝道MOSFET、降壓穩壓芯片、放大器模塊、比較器模塊、混合轉向器模塊、控制模塊、多級DC-DC電路、輸入模塊和輸出模塊依次相連。

本發明所述控制模塊采用單片機。

本發明的雙電源備份方案采用兩路輸入并聯，電流均衡的設計，雙路正常工作時同時向負載提供電流，并且電流平均。單路出現故障時，由另一路完全驅動負載，實現連續供電。方案設計是基于雙通道電源管理芯片和P溝道MOSFET管。方案選用雙通道電源管理芯片擁有3.6V到36V的電壓輸入范圍，符合15V輸入設計需求，集成兩路內部互聯的軟切換電源控制器。其靜態電流為35μA，且獨立于負載電流。柵極驅動器包括一個用于MOSFET保護的內部電壓鉗位。由工作原理分析，MOSFET管通過改變柵極電壓，控制導電溝道厚度，實現通斷控制此處采用的是P溝道MOSFET，當柵極接高電壓時，通路關斷，電源輸入無效；當柵極接低電壓時，漏極和源極間形成P型溝道，通路導通，電源輸入有效。P型溝道電阻極小，對電流阻礙作用微弱，傳統二極管式備份電路的壓降、功耗的問題也得到解決。本設計中采用背靠背式P溝道MOSFET管，當出現備份電路中常見的VOUT大于VIN的情況時，由電源管理芯片控制柵極電壓，關斷MOSFET管，避免電流倒灌，兩個反向的MOSFET管互連避免此時內部二極管形成內部電流通路。

本發明的多級DC-DC方案設計是基于降壓穩壓芯片。方案選用的是一款支持100kHz至1MHz開關頻率的高性能同步降壓穩壓控制器，可提供高達2A的負載電流。外部補償的電流模式控制回路僅需兩個外部元件，并擁有高性能和易用性。

可以理解的是，以上關于本發明的具體描述，僅用于說明本發明而并非受限于本發明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護范圍之內。