CN101710730A - 两电源盘的非连体自动切换方法及嵌入式控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于不间断运行的各种插槽结构的电子设备中两电源盘的非连体自动切换方法及嵌入式控制模块。其特征是：将两个相同的控制模块A模块及B模块分别嵌入甲、乙两个相同的电源盘内的空余位置固定，并由导线与各自所在的电源盘联接；分别嵌入了A、B模块的两电源盘插接在机箱内的相邻插槽，使两电源盘互为主备关系，并使B模块中的红外光接收器面向A模块中的红外光发射器，B模块中的红外光发射器面向A模块中的红外光接收器。利用两模块间红外光的相互作用，控制完成两电源盘的双向自动切换。已嵌入模块的两电源盘之间无电路联接，可分别更换、分别维修，且两者通用。两电源盘既可自动切换，又可人工启动。

Description

两电源盘的非连体自动切换方法及嵌入式控制模块

技术领域

本发明涉及自动控制和电子技术领域，具体地说涉及一种对要求不间断运行的各种插槽结构的电子设备中互为主备关系的两电源盘的非连体自动切换方法及嵌入式控制模块。

背景技术

在任何电子设备中，内部的稳压电源盘都是最重要、同时也是最脆弱的关键部分。因此在要求不间断运行的设备系统中，通常在其机架上的相邻插槽中同时插接互为主备关系的两块相同的电源盘，其中正在运行的一块为主电源盘，处于守候的一块为备电源盘。以便在主电源盘异常时投入备电源盘，使设备停机时间尽可能短。两电源盘之间的切换方法，目前有人工切换和自动切换两种，此外还有热备份冗余。人工切换显然是一种落后的方法，因为一旦主电源盘发生故障，便会不可避免地导致设备工作异常、甚至系统瘫痪一段时间；热备份冗余虽然能够使设备不因主电源盘故障而出现异常，但备电源盘长期通电，同样也有老化易损问题，不仅存在安全隐患，而且浪费电能；自动切换是一种理想的切换方法，通常的做法是利用继电器作为切换控制的执行部件。这种方法虽然在电源自动切换中很常见，但它并不十分适合插槽结构的电子设备中两电源盘的自动切换。因为在机架中，切换控制电路及两电源盘都要通过导线联接到继电器上，形成所谓“连体式”结构，不仅可能要外挂切换控制器，而且两电源盘无法分别插拔、分别更换、分别维修，给工作带来不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适合于插槽结构的大、中型电子设备、且互为主备关系的两电源盘可分别更换、分别维修的两电源盘的非连体自动切换方法及嵌入式控制模块。

为实现上述目的，本发明的两电源盘的非连体自动切换方法是：将两个相同的控制模块A模块及B模块分别嵌入两个相同的甲电源盘及乙电源盘内的空余位置固定，并由导线与各自所在的电源盘联接；再将分别嵌入了A模块及B模块的两电源盘插接在机箱内的相邻插槽，使两电源盘互为主备关系，并使B模块中的红外光接收器面向A模块中的红外光发射器，B模块中的红外光发射器面向A模块中的红外光接收器。当甲电源盘作为主电源盘正常运行时，盘内A模块中的红外光发射器向乙电源盘中的B模块发射红外光信号，使其电子开关断开，切断乙电源盘的交流供电，使之处于守候状态，成为备电源盘；当甲电源盘出现故障时，A模块中的红外光发射器停止发射红外光，乙电源盘内的B模块中的红外光接收器由于接收不到红外光信号而使B模块中的电子开关接通，乙电源盘因此通电，接替甲电源盘继续工作，并成为新的主电源盘；同时，乙电源盘内的B模块中的红外光发射器开始发射红外光，甲电源盘内A模块的红外光接收器收到后，使A模块中的电子开关断开，切断甲电源盘的交流供电。而换新后的甲电源盘则成为新的备电源盘，进入正常守候状态；当甲电源盘作为备电源盘处于守候状态，而乙电源盘作为主电源盘在运行中出现故障时，自动切换过程与上述相反。

所述的甲、乙两电源盘之间及A模块与B模块之间无电路联接。

为实现上述的自动切换方法，本发明采用了可嵌入式控制模块，包括两同样的A模块及B模块，所述的A模块由多路电压越限监测单元、38KHZ振荡单元、38KHZ驱动单元、红外光发射器顺序连接，红外光接收器、光隔驱动单元、电子开关顺序连接以及工作电源组成，而多路电压越限监测单元的输入端与甲电源盘直流输出端子相对应的输出电压监测点(V1-VN)联接；电子开关与所在甲电源盘的原手动开关并联；工作电源的输入端与甲电源盘交流电源端子的盘内导线部分联接；而所述的B模块与A模块的结构相同；两电源盘的原手动开关在自动切换方式下均处于断开位置；

本发明的有益效果是：由于在互为主备的甲、乙两电源盘内分别嵌入同样的相互对应的控制模块，因此能在主电源盘发生故障的第一时间进行自动切换，实现准连续送电；而两电源盘之间可实现双向自动切换，当乙电源盘正常守候，运行中的甲电源盘出现故障时，可自动开启乙电源盘继而关闭甲电源盘。反之，当甲电源盘正常守候，运行中的乙电源盘出现故障时，又可自动开启甲电源盘继而关闭乙电源盘；甲、乙两电源盘及A模块与B模块之间无任何电路联接，可分别更换、分别维修、方便灵活；且因无外挂、外接装置，不影响原机架的外观，适合于大、中型插槽结构的电子设备。此外还可随时对插槽中已嵌入模块的两电源盘进行检测，且两者通用。两电源盘既可自动切换，又可利用原手动开关对两电源盘分别进行人工启动，确保正常送电。

附图说明

图1为已嵌入A模块的甲电源盘电路框图；

图2为已嵌入B模块的乙电源盘电路框图；

图3为嵌入式控制模块的一种电子电路实施例。

图中1-甲电源盘交流电源端子，2-甲电源盘原手动开关，3-甲电源盘，4-甲电源盘直流输出端子，5-A模块，6-多路电压越限监测单元，7-38KHZ振荡单元，8-38KHZ驱动单元，9-红外光发射器，10-红外光接收器，11-光隔驱动单元，12-电子开关，13-工作电源，14-乙电源盘交流电源端子，15-乙电源盘原手动开关，16-乙电源盘，17-乙电源盘直流输出端子，18-B模块，19-多路电压越限监测单元，20-38KHZ振荡单元，21-38KHZ驱动单元，22红外光发射器，23-红外光接收器，24光隔驱动单元，25-电子开关，26-工作电源。

具体实施方法

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由附图1及附图2所示，该两电源盘的非连体自动切换的方法，是将两个相同的控制模块-A模块5及B模块18分别嵌入甲、乙两个相同的电源盘(3、16)内的空余位置固定，并由导线与各自所在的电源盘联接；然后将嵌入了A模块5及B模块18的两电源盘分别插接在机箱内的相邻插槽，使两电源盘互为主备关系，并使B模块18中的红外光接收器23面向A模块5中的红外光发射器9，B模块18中的红外光发射器22面向A模块5中的红外光接收器10。

由附图1所示，A模块5由多路电压越限监测单元6、、38KHZ振荡单元7、38KHZ驱动单元8、红外光发射器9、顺序连接，红外光接收器10、光隔驱动单元11、电子开关12顺序连接以及工作电源13组成，而多路电压越限监测单元6的输入端与所在电源盘3的直流输出端子4相对应的输出电压监测点V1-VN联接；电子开关12与甲电源盘3的原手动开关2并联；工作电源13的输入端与甲电源盘3的交流电源端子1的盘内导线部分联接，工作电源13输出的直流电压供上述各单元使用。而B模块18的电路与A模块5的完全相同，如附图2所示，由多路电压越限监测单元19、38KHZ振荡单元20、38KHZ驱动单元21、红外光发射器22顺序连接，红外光接收器23、光隔驱动单元24、电子开关25顺序连接以及工作电源26组成，而多路电压越限监测单元19的输入端与乙电源盘16的直流输出端子17相对应的输出电压监测点V1-VN联接；电子开关25与所在电源盘的原手动开关15并联；工作电源26的输入端与乙电源盘16的交流电源端子14的盘内导线部分联接，工作电源26输出的直流电压供上述各单元使用。而且甲电源盘3与乙电源盘16之间及A模块5与B模块18之间无电路联接；而两电源盘的原手动开关(2，15)在自动切换方式下均处于断开位置。

当甲电源盘3作为主电源盘运行时，A模块5利用与甲电源盘3之间的联线，由多路电压越限监测单元6，监测并判断主电源盘各路直流输出的电压值V₁-V_N是否正常。各路电压V₁-V_N全部正常时，该单元输出端为高阻悬空，使38KHZ振荡单元7产生振荡信号，经38KHZ驱动单元8激励红外光发射器9连续发射38KHZ红外光。而B模块18中的红外光接收器23面向A模块5中的红外光发射器9，并接收到了来自A模块5的38KHZ红外光，判断主电源盘工作正常，并输出低电平，此低电平经光隔驱动单元24，使电子开关25断开，切断乙电源盘16的交流供电，使之处于守候状态，成为备电源盘。当V₁-V_N中有一路或几路、或全部异常时，例如偏离标称值≥±5％，多路电压越限监测单元6的输出立即变为低电平，使38KHZ振荡单元7停止振荡，红外光发射器9也因激励信号消失而停止发射红外光，此时乙电源盘16内B模块18中的红外光接收器23因收不到38KHZ红外光而使输出变为高电平，经光隔驱动单元24，使电子开关25接通，乙电源盘16因此通电，接替甲电源盘3继续工作，并成为新的主电源盘；同时，乙电源盘16内的B模块18中的红外光发射器22开始发射红外光，甲电源盘3内A模块5的红外光接收器10收到后，经光隔驱动单元11，使A模块5中的电子开关12断开，切断甲电源盘3的交流供电，此时可以卸下甲电源盘3进行维修，而新换的电源盘接替甲电源盘3则成为新的备电源盘，进入正常守候状态；当甲电源盘3作为备电源盘处于守候状态，而乙电源盘16作为主电源盘在运行中出现故障时，自动切换过程与上述相反。

附图3为A模块5或B两模块18的一种电路实施例。IC1与IC2及电阻R1-R5、IC3及电阻R6-R10、IC4及电阻R11-R15分别构成-12V、+12V、+5V的电压越限监测单元(6，19)；IC5、R16、R17、C1组成38KHZ振荡单元(7，20)；IC6、R18组成38KHZ驱动单元(8，21)；TX是红外光发射器(9，22)；RX、R19、R20组成红外光接收器(10，23)；T1、T2、IC7、R21、R22组成光隔驱动单元(11，24)；T3是电子开关(12，25)；AC-DC是工作电源(13，26)。因A模块及B两模块中均有红外光发射器(9，22)及红外光接收器(10，23)，为防止红外光自发自收，导致逻辑混乱，应通过调整限流电阻R18阻值，将红外光发射器(9，22)的发光强度控制在合适范围，保证其只被另一只模块的红外光接收器收到。该电路实施例还可以有其它形式，只要结构类同功能相同都在本发明的保护范围之内。

在上述的方法中，两电源盘既可自动切换，又可利用原手动开关(2，15)对两电源盘(3，16)分别进行人工启动，确保正常送电；该方法可广泛用于原有的人工切换、连体式自动切换、热备份冗余方式的两电源盘改造；同样适用于新电源盘的设计，只须在两电源盘PCB电路板设计时，分别加入A、B模块的电路内容即可；还可随时检测插槽中备电源盘及其内嵌模块有无潜在故障，检测的方法是将一个不透光的薄档板插入主、备电源盘之间的缝隙，挡住A模块5及B两模块18之间的红外光通路，此时应看到原来守候的备电源盘指示灯亮起，表示其已经启动。

该方法是利用嵌入两电源盘中的两模块间红外光的相互作用，控制完成两电源盘的双向自动切换。并且电源盘之间及已嵌入的两模块之间无电路联接，可分别更换、分别维修，且两者通用。两电源盘既可自动切换，又可人工启。

Claims (3)

1.两电源盘的非连体自动切换方法，其特征是：将两个相同的控制模块A模块及B模块分别嵌入两个相同的甲电源盘及乙电源盘内的空余位置固定，并由导线与各自所在的电源盘联接；再将分别嵌入了A模块及B模块的两电源盘插接在机箱内的相邻插槽，使两电源盘互为主备关系，并使B模块中的红外光接收器面向A模块中的红外光发射器，B模块中的红外光发射器面向A模块中的红外光接收器。

2.根据权利要求1所述的两电源盘的非连体自动切换方法，其特征在于：甲、乙两电源盘之间及A模块与B两模块之间无电路联接。

3.一种实施两电源盘的非连体自动切换方法的嵌入式控制模块，包括A模块(5)及B模块(18)，其特征在于：A模块(5)由多路电压越限监测单元(6)、38KHZ振荡单元(7)、38KHZ驱动单元(8)、红外光发射器(9)顺序连接，红外光接收器(10)、光隔驱动单元(11)、电子开关(12)顺序连接以及工作电源(13)组成，而多路电压越限监测单元(6)的各输入端与甲电源盘(3)直流输出端子(4)相对应的各输出电压监测点(V1-VN)联接；电子开关(12)与甲电源盘(3)的原手动开关(2)并联；工作电源(13)的输入端与甲电源盘(3)的交流电源端子(1)的盘内导线部分联接；而所述的B模块(18)与A模块(5)的结构相同；两电源盘的原手动开关(2，15)在自动切换方式下均处于断开位置。

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