CN103401410A - 电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备。该电源合路缓起电路包括：并联的第一电源和第二电源，以及电容；还包括：缓起合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源共地的第一端，每个缓起合路组件包括并联的继电器和第一端合路组件；第二端合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源的第二端；电阻，连接在各第一端合路组件与所述电容之间。本发明提供的电源合路缓起电路，通过继电器连接在电源的共地端，同时并联二极管和电阻，实现了电源备份的同时还实现了缓起功能，降低了电路复杂度，并且功耗低。

Description

电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备。

背景技术

传送网、路由器或企业网等对电源的可靠性要求很高，不能出现由于电源故障而影响工作，因此通常需要合路电路对主电源备份，在主电源接反或损坏的情况下通过副电源提供电压或电流。通常的合路电路主要有二极管或场效应管（MOSFET）实现，二极管实现较简单如图1，图1为现有技术电源合路原理图。包括主电源V1、副电源V2，四个二极管D1、D2、D3和D4，另外还包括继电器S1、电阻R1和电容C1。其中两个二极管D1和D2分别接在主电源V1的正极和负极，另外两个二极管D3和D4分别接在副电源V2的正极和负极，电源接地端的两个二极管之后串接一个缓起电路，缓起电路为一继电器S1和电阻R1并联，缓起电路的作用是先通过电阻R1给后面的电容C1充电，防止冲击电流产生，等电容C1的电压与输入电压几乎相等后，继电器闭合。电源接正确的时候二极管导通，后面的缓起电路缓起动完成后继电器闭环，电路正常工作；如果其中一路电源正负接反了或者突然发生故障，那么该路的二极管被反接而截止，保证了正确接好的电源不会被接反的电源把电压拉低而引起后面负载掉电。图1所示的合路电路保证只要有任意一路电源工作正常，后面负载就能正常工作。用场效应管做合路的原理类似，使用导通阻抗更小的场效应管来代替二极管，即将图1中的4个二极管替换为场效应管，但是需要在场效管的两端并联检测控制电路，检测控制电路需要另外的电源供电，当有正向电流流过时，检测控制电路输出高电平让相应的MOSFET导通，当有负向电流流过时，检测控制电路输出低电平让相应的MOSFET关断，达到MOSFET的开通关断特性跟二极管特性一致的目的。

现有技术中用二极管实现的合路，存在二极管功耗大，选型困难，不利于系统的热设计、模块选型、单板布局，换成场效应管后，要求增加检测控制电路和电源，增加了电路复杂度，提高了电路成本。

发明内容

本发明提供一种电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备，以实现低功耗、电路简单的电源备份电路。

本发明的第一个方面提供一种电源合路缓起电路，包括：并联的第一电源和第二电源，以及电容；其特征在于，还包括：

缓起合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源共地的第一端，每个缓起合路组件包括并联的继电器和第一端合路组件；

第二端合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源的第二端；

电阻，连接在各第一端合路组件与所述电容之间。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一端合路组件为二极管。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，每个所述第二端合路组件包括：场效应管，反向串联在所述第二端和电容之间；检测控制电路，与所述场效应管并联；检测控制电路供给电源，连接在所述检测控制电路和电容之间。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：继电器检测电路，用于检测所述第一端合路器件和第二端合路器件的近电源端的电压，并根据检测结果判断电源是否连接正确，且在电源连接正确时控制继电器闭合。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述场效应管为N型场效应管，所述场效应管的栅极和所述检测控制电路相连，源极和近电源端相连。

在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述电阻的数量为两个或一个。

本发明的第二个方面提供一种路由器，该路由器包括第一方面任一所述的电源合路缓起电路。

本发明的第三个方面提供一种双输入端设备，该双输入端设备包括第一方面任一所述的电源合路缓起电路。

本发明提供的电源合路缓起电路、路由器及双输入端设备，通过继电器连接在电源的共地端，同时并联二极管和电阻，实现了电源备份的同时还实现了缓起功能，降低了电路复杂度，并且功耗低。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术电源合路电路原理图；

图2A为本发明电源合路缓起电路一实施例的结构图；

图2B为本发明电源合路缓起电路另一实施例的结构图；

图3为图2A中电源合路缓起电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2A为本发明电源合路缓起电路一实施例的结构图。本实施例适用于对电源可靠性要求很高的情况下对电源进行冗余备份，通常由电路元件组成集成在印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）上。参考图2A，本实施例的电源合路缓起电路包括以下部分：第一电源11、第二电源12、电容13、缓起合路组件14、第二端合路组件15和电阻16。其中，缓起合路组件14的数量为两个，两个缓起合路组件14分别串接在所述第一电源11和第二电源12共地的第一端，每个缓起合路组件14包括并联的继电器141和第一端合路组件142。第二端合路组件15的数量为两个，分别串接在所述第一电源11和第二电源12的第二端；电阻16连接在各第一端合路组件142与所述电容13之间。

具体如图2A所示，第一电源11和第二电源12，通过缓起合路组件14并联在电容13两端，为电容13充电，电容13的作用是为负载稳定电压，负载是指电容13相连的电路或集成电路。

第一电源11和第二电源12可以分别为主电源或辅电源，也可以互为备份，不分主辅。

两个电源的第一端和第二端分别为正极和负极。正极和负极均可以作为共地的第一端，而与缓起合路组件相连。

本实施例，继电器、合路组件和电阻，作为电源合路的输入端，既起到合路的作用同时又起到了缓起电路功能，省去了现有技术中在合路电路之外需要另外添加的缓起电路，降低了电路复杂度，并且继电器体积小，可靠性高。

在上述方案基础上，第一端合路组件142可优选采用二极管，二极管的作用和图1中的D1和D2一样，用于电源连接正确的时候导通电路，由于二极管串联电阻，功耗较小，可以选取小型的二极管。

电阻16的数量可以为两个，分别与各第一端合路组件142串联，且与各所述继电器141并联。

或者，电阻16的数量也可以为一个，两个电源所连接的第一端合路组件142共用此电阻16连接至电容13，如图2B所示。即两个第一端合路组件142均通过同一个电阻给电容13缓慢充电。

在上述方案基础上，第二端合路组件15可优选包括：场效应管、检测控制电路和检测控制电路供给电源。

其中，场效应管串联在所述第一电源或第二电源的第二端和电容之间，场效应管的作用和图1中二极管D3和D4的作用相同，用于电源反接或电源损坏时断开所述场效应管所在的支路。

检测控制电路，与所述场效应管并联，用于检测所述场效应管两端的电压是否正常，当正常时控制所述场效应管导通，异常时控制场效应管截止。

检测控制电路供给电源，连接在所述检测控制电路和电容之间，用于给检测控制电路提供电压或电流。

两个所述第二端合路组件15中的检测控制电路可共用一个检测控制电路供给电源，减小了电路复杂性。

在上述方案基础上，所述继电器通过继电器检测电路来控制继电器闭合，具体为继电器检测电路，检测所述第一端合路器件和第二端合路器件的近电源端的电压，并根据检测结果判断电源是否连接正确，且在电源连接正确时控制继电器闭合。

在上述方案基础上，所述场效应管可优选采用N型场效应管，其中所述场效应管的栅极和所述检测控制电路相连，源极和近电源端相连。当检测控制电路检测到有正向电流通过时输出高电压给栅极，栅极电压高于源极电压则场效应管导通，反之截止。N型场效应管是一种正电压导通的场效应管，连接方便，导通电阻小，功耗低，价格便宜，降低了电路的功耗和成本。

图3为图2A中电源合路缓起电路的电路原理图。图3的电路原理图是在上述方案基础上优选采用二极管、继电器、电阻、检测控制电路和场效应管等电路元件组成，集成在PCB等电路中，通常用于对路由器或交换机中的电源进行冗余备份。由于路由器或交换机等通信设备的电源一般是-48伏电源，因此电源输入端接地，如图3所示。第一电源V3和第二电源V4用于给电容C2充电，电容C2用于对负载稳定电压，负载接在图3中电容C2的AB侧，负载可以是二次电源、路由器、交换机或其他设备，因此图3中并不给出具体负载电路。结合图3对本实施例的电源合路缓起电路工作原理进行说明。图3中的电源合路缓起电路包括：第一电源V3、第二电源V4、电容C2、继电器S3、继电器S4、二极管D5、二极管D6、电阻R3、电阻R4、检测控制电路30、检测控制电路40、场效应管Q3、场效应管Q4和电源V5。

在第一电源V3和第二电源V4正常工作的情况下，二极管D5和D6都导通，由于两个电源是并联连接，可以同时给电容C2充电，第一电源V3通过电阻R3给电容C2充电，第二电源V4通过电阻R4给电容C2充电。C2两端电压等于V3和V4中较高的一者的电压。图3中电源正极接地，因此提供一负电压给电容，二极管D5和D6接在电源正极，由于电源正极接地的原因，即使有1个电源接反或损坏，也不会造成电源短路，或者拉低另一路电源的电压。

电容C2电压达到负载端所需要的电压后，负载端辅助电源启动，负载端辅助电源用于对负载提供电压或电流。

同时继电器检测电路判断电源是否正确接好，例如通过检测图3中节点C、D、E和F处的电压的正负极性判断第一电源和第二电源是否正确接好，如果是接正确，则继电器检测电路延迟一定时间控制节点C和节点D处相应的继电器S3和S4闭合，即起到缓起的功能。继电器S3和S4闭合后，与其对应的二极管和电阻则被短路，不再给电容C2充电。如果继电器检测电路判断第一电源和第二电源没有接好，例如接反或者没接电源，则控制节点C和节点D处相应的继电器断开。

在两路电源都接好的情况下，两个继电器都是闭合。如果突然有一路故障短路，则电源输出端的场效应管的检测控制电路，参考图3中的检测控制电路30和40，会检测到不正常的电流通过，及时断开所述检测控制电路对应的场效应管Q3和Q4，防止电流倒灌，由于两路电源是并联，当其中一路电源不能工作时，另一路电源便会继续工作。

本方案为针对负电源的电源合路缓起电路，同样适用于针对正电源，只需要做些调整，基于正电源时，电源负极接地，接地端连接继电器和与继电器并联的二极管和电阻。

本方案中，继电器代替图1现有技术中的共地端的二极管，起到合路作用，继电器并联二极管和电阻同时起到缓起电路的功能，解决了现有技术中电路复杂问题，同时继电器可靠性高，不易损坏，从而提高了电源合路缓起电路的可靠性。

本实施例中的电源合路缓起电路不仅适用于对主电源进行一套副电源冗余备份，还适用于两个以上副电源冗余备份，只需要在电容两端并联两个及以上的副电源及增加相应的输入端电路和输出端电路，从而有效的保证电源可考靠工作。

本发明实施例还提供一种路由器，所述路由器包括上述方案任意一种的电源合路缓起电路。具备相应的功能和有益效果，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种双输入端设备，所述双输入端设备是指需要主电源副电源合路的要求可靠性高的设备，例如交换机和服务器等通信网络中通信设备，所述双输入端设备包括上述方案任意一种的电源合路缓起电路。具备相应的功能和有益效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电源合路缓起电路，包括：并联的第一电源和第二电源，以及电容；其特征在于，还包括：

缓起合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源共地的第一端，每个缓起合路组件包括并联的继电器和第一端合路组件；

第二端合路组件，数量为两个，分别串接在所述第一电源和第二电源的第二端；

电阻，连接在各第一端合路组件与所述电容之间。

2.根据权利要求1所述的电源合路缓起电路，其特征在于：所述第一端合路组件为二极管。

3.根据权利要求1或2所述的电源合路缓起电路，其特征在于，每个所述第二端合路组件包括：

场效应管，反向串联在所述第二端和电容之间；

检测控制电路，与所述场效应管并联；

检测控制电路供给电源，连接在所述检测控制电路和电容之间。

4.根据权利要求3所述的电源合路缓起电路，其特征在于，还包括：

继电器检测电路，用于检测所述第一端合路器件和第二端合路器件的近电源端的电压，并根据检测结果判断电源是否连接正确，且在电源连接正确时控制继电器闭合。

5.根据权利要求3所述的电源合路缓起电路，其特征在于，所述场效应管为N型场效应管，所述场效应管的栅极和所述检测控制电路相连，源极和近电源端相连。

6.根据权利要求1所述的电源合路缓起电路，其特征在于，所述电阻的数量为两个或一个。

7.一种路由器，特征在于，包括权利要求1-6任一所述的电源合路缓起电路。

8.一种双输入端设备，特征在于，包括权利要求1-6任一所述的电源合路缓起电路。

Images