CN105703615A - 一种用于dc电源冗余电路的防倒灌设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法，属于DC电源管理技术领域；本发明在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且连接保护电阻。

Description

一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法

技术领域

本发明公开一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法，属于DC电源管理技术领域。

背景技术

对于电子产品来说，电源是不可或缺的部分，很多电子产品的设计，尤其是工业电子设计中，往往单路电源无法实现功率的要求，需要多路电源并联实现大功率输出；另外，在工业设计与一些安全要求比较高的设计中，电源作为核心部分，往往采用多路电源冗余设计，以避免单路电源损坏导致设备停止工作的问题发生。而在多路电源并联冗余设计中，无法做到多路电源电压一致，如直接末端并联，会产生高电压电源往低电压电源倒灌电流的问题，不但损失了电源效率，同时对部分单向电流器件也有一定的影响，降低电源的稳定性与安全性。针对上述问题，本发明提出一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法，综合考虑了多电源并联冗余设计中不同电源之间电压不均从而产生高电压往低电压电源倒灌电流的问题，利用功率MOS管的DC电源冗余电路提供了一种防倒灌的设置，有利于提高直流电源的工作效率与安全性。

DC电源，直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。

发明内容

本发明针对多电源并联冗余设计中不同电源之间电压不均从而产生高电压往低电压电源倒灌电流的问题，提供一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法，有利于提高直流电源的工作效率与安全性。

本发明提出的具体方案是：

一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法：

在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻。

在所述电压比较器的负极输入端增加额定电压源，调整防倒灌的精度范围。

对三极管设有保护电阻。

所述三极管E端连接地线。

一种用于DC电源冗余电路的防倒灌电路，利用所述的方法，在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻。

防倒灌电路中，在所述电压比较器的负极输入端增加额定电压源，调整防倒灌的精度范围。

本发明的有益之处是：

本发明在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且连接保护电阻；

利用本发明的防倒灌电路设计，其中MOS管可以作为是一个开关管并联一个体二极管，控制此MOS管当无输出电流时关断开关管，由体二极管去阻断；有输出电流时使用开关管导通，可以保证单向导电时的功耗不至于过大；设置的背靠背的功率MOS管，防止单MOS设计产生体二极管单向导通的问题；采用电压比较器对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的Gate端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌；并且在电压比较器的负极输入端增加额定电压源，进而可以调整防倒灌的精度范围。

附图说明

图1传统的防倒灌电路设计示意图；

图2本发明防倒灌电路设计示意图；

图3本发明在DC电源冗余电路中应用示意图。

具体实施方式

一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法：

在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻。

根据上述方法及发明内容，结合附图对发明做进一步说明。

其中传统的防倒灌设计采用功率二极管的单向导电性实现，参考图1，根据单路电源的输出电流与最大电压选择可用的功率二极管，由于二极管的单向导通压降比较大，过小电流的时候可能影响不大，但是当电流较大时，二极管上的功率损耗就非常大，比如高达100W，显然这种方法不适合大电流进行防倒灌的设计，同时功率二极管的价格也较高，不利于产品降低成本。

参考图2及图3，本发明在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管1和2，并且MOS管1和2的G端都连接三极管Q1的C端，三级管Q1的B端与电压比较器U1输出连接；电压比较器U1与MOS管1的S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管Q1导通，MOS管1和2的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而MOS管2的S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻，

以上在DC电源冗余电路的防倒灌电路设计可以保证单向导电时的功耗不至于过大，并且很好地防止母线电流倒灌；并且在所述电压比较器U1的负极输入端可以增加额定电压源，进一步调整防倒灌的精度范围，并对三极管设置保护电阻，使三级管Q1的E端连接地线，进一步保护电路。

Claims (6)

1.一种用于DC电源冗余电路的防倒灌设计方法，其特征是

在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置防倒灌电路，防倒灌电路设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是在所述电压比较器的负极输入端增加额定电压源，调整防倒灌的精度范围。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是对三极管设有保护电阻。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述三极管E端连接地线。

5.一种用于DC电源冗余电路的防倒灌电路，其特征是利用权利要求1-4任一项所述的方法，在DC电源冗余电路的每个电源Vout输出端与Vbus检测输入端之间设置两个进行D端连接的功率MOS管，并且MOS管G端都连接三极管的C端，三级管的B端与电压比较器输出连接；电压比较器与一个MOS管S端连接，对母线电压与单端电压进行采样，并进行比较，当母线电压大于单端电压时，三极管导通，MOS管的G端电压拉低，MOS截止，防止母线电流倒灌，而另一个MOS管S端连接Vout输出端，且MOS管连接保护电阻。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征是在所述电压比较器的负极输入端增加额定电压源，调整防倒灌的精度范围。