一种带掉电检测的冗余电源电路的制作方法

1.本发明属于电源冗余技术领域，尤其涉及一种带掉电检测的冗余电源电路。


背景技术：

2.本发明涉及一种带掉电检测的冗余电源，它用于直流供电系统中的双电源供电并带有掉电检测。在一些可靠性要求较高场所例如数据中心、轨道交通、治安场所等，往往需要设备冗余备份包括电源冗余，设备冗余，功能冗余等。而电源的冗余备份是电子产品实现其他冗余的基础，冗余电源能大大提高设备长久不间断运行的关键技术。
3.在实际应用中采用一路电源来自市电，其余一路电源来自ups设备，能在市电出现异常情况下无缝隙的切换到ups电源。
4.对于现在使用二极管来进行双电源冗余的电路，二极管在大电流时候产生的热量非常大，对系统的热散非常不利，长期使用对设备影响非常大。对所使用的mos管背靠背电路均是由ic来控制。需要外部软件检测干预，对电源切换的时间不能实现实时无缝隙切换，对于开发的成本和周期较长。生产成本较高。而且软件控制电路收到外部干扰时候出现异常几率更高。


技术实现要素：

5.本发明的技术目的是提供一种带掉电检测的冗余电源电路，以解决传统两路直流电源电路可靠性不足的技术问题。
6.一种带掉电检测的冗余电源电路，包括第一直流电源、第二直流电源、第一控制电路、第二控制电路和检测电路。
7.第一控制电路分别与第一直流电源、第二直流电源、检测电路以及外部负载电连接。第二控制电路分别与第二直流电源、检测电路以及外部负载电连接。
8.第一控制电路和第二控制电路相互配合，使得任意一条控制电路保持导通以对外部负载实现直流电流输出供电。检测电路用于分别检测第一控制电路和第二控制电路是否正常工作。
9.其中，第一控制电路设置有若干v1输入端口以及v1检测端口和v1输出端口，若干v1输入端口用于分别接收第一直流电源和第二直流电源的直流电流，第一控制电路受控于第一直流电源和第二直流电源上电状态以实现导通或断开。
10.v1检测端口与检测电路电连接，检测电路用于检测第一控制电路是否导通。
11.v1输出端口与外部负载电连接，用于为外部负载提供电力支持。
12.第二控制电路设置有若干v2输入端口以及v2检测端口和v2输出端口，若干v2输入端口用于接收第二直流电源的直流电流，第二控制电路受控于第二直流电源上电状态以实现导通或断开。
13.v2检测端口与检测电路电连接，检测电路用于检测第二控制电路是否导通。
14.v2输出端口与外部负载电连接，用于为外部负载提供电力支持。
15.具体地，若第一直流电源上电，第二直流电源未上电，则第一控制电路导通为外部负载供电，第二控制电路断开。
16.若第一直流电源未上电，第二直流电源上电，则第一控制电路断开，第二控制电路导通为外部负载供电。
17.若第一直流电源和第二直流电源均上电，则第一控制电路断开作为外部负载的备分冗余电源，第二控制电路导通为外部负载供电。
18.具体地，第一控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一增强型mos管和第二增强型mos管。
19.第一电阻的一端与第二直流电源电连接，第一电阻的另一端与第一三极管的基极电连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极分别与第二电阻的一端、第三电阻的一端电连接，第二电阻的另一端与第一直流电源电连接，第三电阻的另一端与第三三极管的基极电连接，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极分别与第一增强型mos管的栅极、第六电阻的一端电连接，第六电阻的另一端与第一直流电源电连接，第一增强型mos管的漏极分别与检测电路、第四电阻的一端、第五电阻的一端和第一直流电源电连接，第四电阻的另一端与第二三极管的基极电连接，第五电阻的另一端分别与第二三极管的集电极和第二增强型mos管的栅极电连接，第二三极管的发射极接地，第一增强型mos管的源极与第二强型mos管的源极电连接，第二强型mos管的漏极与外部负载电连接。
20.具体地，第二控制电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第四三极管、第五三极管、第三增强型mos管和第四增强型mos管。
21.第二直流电源分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端、第九电阻的一端、第三增强型mos管的漏极和检测电路电连接，第七电阻的另一端与第四三极管的基极电连接，第八电阻的另一端分别与第四三极管的集电极、第四增强型mos管的栅极电连接，第四三极管的发射极接地，第九电阻的另一端与第五三极管的基极电连接，第五三极管的发射极接地，第五三极管的集电极分别与第三强型mos管的栅极、第十电阻的一端电连接，第十电阻的另一端与第二直流电源电连接，第三增强型mos管的源极与第四增强型mos管的源极电连接，第四增强型mos管的漏极与外部负载电连接。
22.具体地，检测电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第六三极管、第七三极管、第五增强型mos管、第六增强型mos管、第一led二极管和第二led二极管。
23.第十一电阻的一端与第一控制电路电连接，第十一电阻的另一端分别与第十七电阻的一端、第六三极管的基极电连接，第十七电阻的另一端接地，第六三极管的发射极接地，第六三极管的集电极分别与第十五电阻的一端和第五增强型mos管的栅极电连接，第五增强型mos管的源极接地，第五增强型mos管的漏极分别与第十二电阻的一端、第一led二极管的正极电连接，第一led二极管的负极接地。
24.第十四电阻的一端与第二控制电路电连接，第十四电阻的另一端分别与第十八电阻的一端和第七三极管的基极电连接，第十八电阻的另一端接地，第七三极管的发射极接地，第七三极管的集电极分别与第十六电阻的一端、第六增强型mos管的栅极电连接，第六增强型mos管的源极接地，第六增强型mos管的漏极分别与第十三电阻的一端、第二led二极管的正极电连接，第二led二极管的负极接地。
25.第十五电阻的另一端，第十六电阻的另一端，第十二电阻的另一端和第十三电阻的另一端外接。
26.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
27.本发明通过常见的三极管以及本身的2路直流电源来实现两路直流电源之间的无缝切换。同时又能对任意一路故障进行检测报警，并且通过指示灯指示故障的电路。降低成本的同时增加了电路的可靠性。
附图说明
28.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
29.图1为本发明的一种带掉电检测的冗余电源电路的结构框图；
30.图2为本发明的一种带掉电检测的冗余电源电路的电路结构示意图。
31.附图标记说明
32.r1：第一电阻；r2：第二电阻；r3：第三电阻；r4：第四电阻；r5：第五电阻；r6：第六电阻；r7：第七电阻；r8：第八电阻；r9：第九电阻；r10：第十电阻；r11：第十一电阻；r12：第十二电阻；r13：第十三电阻；r14：第十四电阻；r15：第十五电阻；r16：第十六电阻；r17：第十七电阻；r18：第十八电阻；vin1：第一直流电源；vin2：第二直流电源；q1：第一三极管；q2：第二三极管；q3：第三三极管；q4：第四三极管；q5：第五三极管；q6：第六三极管；q7：第七三极管；m1：第一增强型mos管；m2：第二增强型mos管；m3：第三增强型mos管；m4：第四增强型mos管；m5：第五增强型mos管；m6：第六增强型mos管。
具体实施方式
33.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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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，并获得其他的实施方式。
34.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
35.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种带掉电检测的冗余电源电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
36.实施例
37.参看图1，本实施例提供一种带掉电检测的冗余电源电路，其电路包括至少2路以上直流输入，背靠背mos管，驱动电路，掉电检测电路和对外告警电路。驱动电路通常由三极管组成，受控于的直流输入1和2，不需要额外的软件检测机制，从而降级了开发周期和成本，驱动电路所控制的mos为背靠背，能有效的解决mos当作二极管使用时候，mos管本身的
寄生二极管反向漏电问题。电源的检测电路是直接检测输入端的直流电压，通过三极管来实现中断上报，通过三极管和mos管组合来实现led灯的亮灭告警。
38.采用本实施例上述实施方式，通过输入的2路直流电源互相控制，完成电源的冗余，并解决了mos管寄生二极管电流倒灌问题。而且在任意一路正常的情况下，能够检测线路是否故障并通过指示灯和中断信号对外告警，实现故障快速上报和故障清晰可，有利于排查人员进行故障定位。此外，本实施例所实现的冗余电源能够实现10安培以上大电流直流电源冗余，并且切换电路均为被动器件，不需要软件进行检测干预其切换。
39.参看图2，本实施例的具体电路进行说明，可划分为第一直流电源vin1、第二直流电源vin2、第一控制电路、第二控制电路和检测电路。第一控制电路分别与第一直流电源vin1、第二直流电源vin2、检测电路以及外部负载电连接；第二控制电路分别与第二直流电源vin2、检测电路以及外部负载电连接。第一控制电路和第二控制电路相互配合，使得任意一条控制电路保持导通以对外部负载实现直流电流输出供电。检测电路用于分别检测并判断第一控制电路和第二控制电路是否正常工作。
40.参看图2，第一控制电路设置有4个v1输入端口以及1个v1检测端口和1个v1输出端口，若干v1输入端口用于分别接收第一直流电源vin1和第二直流电源vin2的直流电流，第一控制电路受控于第一直流电源vin1和第二直流电源vin2上电状态以实现导通或断开。v1检测端口与检测电路电连接，检测电路用于检测第一控制电路是否导通。v1输出端口与外部负载电连接，用于为外部负载提供电力支持。
41.具体地，第一控制电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3、第一增强型mos管m1和第二增强型mos管m2。
42.参看图2，v1输入端口为1个连接第二直流电源vin2的端口和3个连接第一直流电源vin1的端口。从连接第二直流电源vin2的v1输入端口出发，首先进入第一电阻r1，然后进入第一三极管q1的基极。往右看，连接第一直流电源vin1的v1输入端口会经第二电阻r2分成两路，一路进入第一三极管q1的集电极，然后第一三极管q1的发射极接地，另一路则经第三电阻r3进入第三三极管q3的基极。再往右看，从另一连接第一直流电源vin1的v1输入端口出发，分别经第四电阻r4进入第二三极管q2的基极，直接进入v1检测端口输出，进入第一增强型mos管m1的漏极，以及经第五电阻r5后分流然后分别进入第二三极管q2的集电极和第二增强型mos管m2的栅极，其中，第二三极管q2的发射极接地。上述的第一增强型mos管m1的栅极分别与第三三极管q3的集电极以及第六电阻r6的一端电连接，第六电阻r6的另一端则与最后一个v1输入端口电连接，第三三极管q3的发射极接地。上述的第二增强型mos管m2的源极与第一增强型mos管m1的源极电连接，其漏极输出进入v1输出端口以对外部负载进行供电。
43.参看图2，第二控制电路设置有2个v2输入端口以及1个v2检测端口和1个v2输出端口，v2输入端口用于接收第二直流电源vin2的直流电流，第二控制电路受控于第二直流电源vin2上电状态以实现导通或断开。v2检测端口与检测电路电连接，检测电路用于检测第二控制电路是否导通。v2输出端口与外部负载电连接，用于为外部负载提供电力支持。
44.具体地，第二控制电路包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第四三极管q4、第五三极管q5、第三增强型mos管m3和第四增强型mos管m4。
45.参看图2，以左侧的v2输入端口出发，分别进入第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第三增强型mos管m3的漏极以及v2检测端口。当直流电流经第七电阻r7后进入第四三极管q4的基极。当直流电流经第八电阻r8后分成两路，一路进入第四三极管q4的集电极，第四三极管q4的发射极接地，另一路则进入第四增强型mos管m4的栅极。当直流电流经第九电阻r9后进入第五三极管q5的基极，第五三极管q5的发射极接地。第三增强型mos管m3的栅极分别与第五三极管q5的集电极、第十电阻r10的一端电连接，第十电阻r10的另一端与另一v2输入端口电连接，第三增强型mos管m3的源极与第四增强型mos管m4的源极电连接，第四增强型mos管m4的漏极与v2输出端口电连接，可以用于为外部负载提供电力支持。
46.参看图2，检测电路包括第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第六三极管q6、第七三极管q7、第五增强型mos管m5、第六增强型mos管m6、第一led二极管和第二led二极管。
47.检测电路可分成两部分来看，一部分为接收第一控制电路的输出，另一部分接收第二控制电路的输出。接收第一控制电路部分如下，v1检测端口输出的电信号经第十一电阻r11后分为两路，一路进入第十七电阻r17后接地，另一路进入第六三极管q6的基极。第六三极管q6的发射极接地，第六三极管q6的集电极分别与第十五电阻r15的一端和第五增强型mos管m5的栅极电连接，第五增强型mos管m5的源极接地，第五增强型mos管m5的漏极分别与第十二电阻r12的一端、第一led二极管的正极电连接，第一led二极管的负极接地，其中，第十五电阻r15和第十二电阻r12的另一端均外接恒流源。
48.接收第二控制电路部分如下，v2检测端口输出的电信号经第十四电阻r14后分为两路，一路进入第十八电阻r18后接地，另一路进入第七三极管q7的基极。第七三极管q7的发射极接地，第七三极管q7的集电极分别与第十六电阻r16的一端和第六增强型mos管m6的栅极电连接，第六增强型mos管m6的源极接地，第六增强型mos管m6的漏极分别与第十三电阻r13的一端、第二led二极管的正极电连接，第二led二极管的负极接地，其中，第十六电阻r16和第十三电阻r13的另一端均外接恒流源。
49.参看图2，现结合本实施例的电路图对其原理进行说明。
50.当第一直流电源vin1上电,而第二直流电源vin2未上电时，第二三极管q2和第三三极管q3的be结被导通，集电极ic有电流流过，第一增强型mos管m1和第二增强型mos管m2的vgs之间形成一定的压差时，第一增强型mos管m1和第二增强型mos管m2被导通，同时第一直流电源vin1上电瞬间，第一直流电源vin1的电压通过分压电阻第十一电阻r11和第十七电阻r17分压后，在第六三极管q6的基极产生电压，当电压大于0.7v时候第六三极管q6被导通，此时会有一个下降沿中断产生，此中断信号可以外接检测设备。当第六三极管q6被导通后。第五增强型mos管m5被关断，第二led二极管被点亮，证明此通路正常工作。
51.当第二直流电源vin2上电，而第一直流电源vin1为未上电时，原理与上述一致。
52.当第一直流电源vin1和第二直流电源vin2同时上电时，第一三极管q1的be结被导通，集电极ic有电流流过，第三电阻r3与第三三极管q3相连一段等效于接地。因此第二三极管q2、第三三极管q3未被导通。此时第一增强型mos管m1和第二增强型mos管m2的栅极电压等于第一直流电源vin1的电压，vgs之间没有足够压差不能使第一增强型mos管m1和第二增强型mos管m2导通。因此，此时第一直流电源vin1可当做关闭，而第二直流电源vin2可当做
正常工作，此时第一直流电源vin1作为备分冗余电源。同时指示灯检测的为输入端电源，第一直流电源vin1和第二直流电源vin2可以同时被检测到。因此led指示灯均可以显示两路电源正常工作。
53.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。