CN109412421A - 一种并联供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由主功率电路、由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、由一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、一备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端。该电路提供两种供电方式，不仅可提高控制端供电的可靠性，还可以降低功耗、改善能效。

Description

一种并联供电电路

技术领域

本发明涉及开关电源等电子领域，尤其是因非供电电路故障引起的供电切换。

背景技术

在供电领域，由至少一台主用电源设备和至少一台备用电源设备组成的并联供电系统称为并联冗余系统。在电子领域中，对于一些关键的控制部分，为保证其供电的可靠性，往往会采取并联冗余式供电模式对其进行供电，而设计者在设计冗余供电时，往往只考虑到了供电电路本身的故障引起的供电异常，却忽略了除供电电路本身以外的因素引起的供电异常。

在一些场合中，我们既希望用电设备启动时能够获得较大的恒定电流用以维持启动，又希望稳定工作时能够有稳定的供电电压，对此，我们通常使用电压电流环进行双环控制，以此达到上述目的。举个例子来说，倘若负载端的容性非常大，在充电瞬间及较长一段时间内其阻抗接近为零，在其他模式的电源中必将触发短路保护，而在带有恒流过负载保护模式的电源，将以最大输出电流对负载进行恒流充电，一段时间后仍能使供电设备正常工作。在这种附带恒流过负载保护的工作模式，对于实现双环控制的供电设备就显得尤为重要。

目前，大部分电源方案均使用正激绕组对双环运放进行供电，而这种单供电方式，其缺点也很明显：

①单供电方式可靠性低，一旦该支路有器件发生故障，控制端将无法获取供电，导致系统损坏；

②单供电方式由于其绕组与主励磁绕组为正激关系，一方面，当供电端电压在输入电压发生变化时输出差异非常大，难以满足全球通用的电压范围；另一方面必须使用线性稳压电路进行稳定控制端输入电压，而这将导致线性稳压电路一直处于工作状态，不利于改善能效。

发明内容

针对上述问题，本发明为解决采用正激绕组供电此类型单供电方式存在的一系列问题，提供一种并联供电电路，该电路不仅可提高控制端供电的可靠性，还可以降低功耗、改善能效。

为实现上述目的，本发明采取以下基本技术方案：

一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由主功率电路、由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、由一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、一备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端。

优选地，备用电源输出端电压值低于恒定稳压值。

优选地，系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。

一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端，备用电源输出电压值低于恒定稳压值。

优选地，系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。

一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端；备用电源输出电压值低于恒定稳压值；

系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。

本发明的工作构思为：在正激式供电的基础上增设反激式供电，提供一种并联式双供电方式，并将反激式供电作为系统的主供电方式，正激式供电为辅供电方式，通过主路供电与辅路供电相结合的方式，同时对这两种供电方式进行控制与选择，满足系统在不同工作状态下实现正常供电，降低损耗。以下先分点阐述一下本发明具有的3个工作状态：

(1)系统正常工作，副边反激绕组输出侧输出一恒定稳压，该点作为控制单元的主供电端，该恒定稳压经第二二极管向控制单元供电，同时，副边正激绕组输出侧依次经第一二极管、备用电源的输出端输出一电压向控制单元供电，此时备用电源输出端作为控制单元的辅供电端，由于辅供电端电压低于主供电端电压，此时，系统由主供电端供电，备用电源不工作。

(2)系统副边反激绕组输出侧发生故障，即主供电端出现故障时，第二二极管开路，主供电端无法向控制单元供电，此时控制单元供电端电压下降；而同时正激绕组输出侧的备用电源输出端依旧有电压输出，故此时，当系统主供电端发生故障，系统自动选择由辅供电端为控制芯片供电，系统保持继续工作状态。

(3)系统主供电端和辅供电端均正常输出，系统负载端出现过电流或短路情况：以短路为例，由于电路短路使得系统输出电压降低至零，即主供电端电压下降，使得第二二极管阳极电压低于第二二极管阴极电压，第二二极管将反向截止，此时，反激绕组输出侧的主供电端无法向控制端供电，而由于辅供电端为正激绕组输出侧，此时辅供电端仍然可以向控制单元供电，使其控制单元控制端电流环工作，在电流环作用下维持输出电流为设定的恒定电流，电流环的作用为：当系统输出发生过流/短路时维持输出电流保持在设定的恒定电流；同理，在系统出现过流情况下，同样由辅供电电端为控制单元供电。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明提供的一种并联供电电路，在主供电端故障时仍可由备用辅供电端继续向用电端供电，提高了关键部分的供电可靠性；。

2)本发明通过一个二极管，增设反激绕组稳压的供电方式，将正激绕组稳压供电方式变为辅供电方式，消除了正激绕组稳压带来的损耗，改善了能效；

3)本发明的并联供电电路不仅限于因供电电路本身的故障引起的供电线路切换，更能够在负载端发生过电流或短路故障时通过供电切换使电源控制端继续工作，达到保护目的。

附图说明

图1是本发明电路处于第一种工作状态的原理图；

图2是本发明电路处于第二种工作状态的原理图；

图3是本发明电路处于第三种工作状态的原理图。

具体实施方式

图1至图3分别为本发明电路的三种工作状态的电路原理图，如图所示，本发明的并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括主功率电路、一副边反激绕组、一副边正激绕组，副边反激绕组异名端经过二极管D0阳极、二极管D0阴极输出为主供电端；主供电端经过二极管D2阳极、二极管D2阴极连接至控制单元供电端，副边正激绕组同名端经过二极管D1阳极、二极管D1阴极、备用电源输入端、备用电源输出端输出为辅供电端，主供电端输出一恒定稳压Vo1，辅供电端输出一供电电压Vo2，恒定稳压Vo1电压值始终大于辅供电电压Vo2电压值。遵循上述的连接关系，分点阐述一下本发明具有的3个工作状态：

1、系统正常工作，主供电端和辅供电端均能够正常输出；

2、系统主供电端发生故障无法正常输出，辅供电端能够正常输出；

3、系统负载侧异常，发生过流或短路等情况辅供电端正常输出。

具体如下：

如图1，系统正常工作时，副边反激绕组NS1在二极管D0阴极输出一恒定稳压Vo1，该点为主供电端，恒定稳压Vo1经二极管D2向控制单元U2供电，同时，副边正激绕组NS2 经二极管D1及备用电源LD0输出作为控制单元U2的辅供电端，备用电源输出端电压为Vo2，由于备用电源LDO2的输出电压Vo2始终低于恒定稳压Vo1，因此，正系统正常工作下，控制单元U2由反激绕组NS1输出的恒定稳压供电，此时正激绕组输出侧的备用电源不工作，图辅供电端路径以虚线标识。

如图2，当系统副边反激绕组输出侧发生故障，即主供电端出现故障时，二极管D2开路，主供电端无法向控制单元U2供电，此时控制单元U2供电端电压下降；在系统主供电端发生故障同时，副边正激绕组输出侧的备用电源LDO2输出端依旧有电压输出，此时系统自动选择由辅供电端为控制芯片供电，系统保持继续工作状态，图中主供电端路径以虚线标识。

如图3，当系统主供电端和辅供电端均能正常输出，单系统负载端出现过电流或短路情况：以系统短路为例，由于电路短路使得系统输出电压Vo+降低至零，主供电端电压也下降，使得二极管D2阳极电压低于二极管D2阴极电压，二极管D2将反向截止，此时，反激绕组输出侧的主供电端无法向控制端U2供电，而由于辅供电端为正激绕组输出侧，正激绕组输出侧备用电源LDO依旧有电源输出，仍然可以向控制单元U2供电，使其控制端的电流环能够工作，电流环的作用为：当系统输出发生过流/短路时维持输出电流保持在设定的恒定电流；同理，在系统出现过流情况下，同样由辅供电端为控制单元供电。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为本发明的限制，在本发明图1至图3原理框图的基础上，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出另外的改进及润饰，这些改进及润饰也在本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由主功率电路、由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、由一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、一备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端。

2.根据权利要求1所述的并联供电电路，其特征在于：备用电源输出端电压值低于恒定稳压值。

3.根据权利要求2所述的并联供电设备，其特征在于：系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。

4.一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端，备用电源输出电压值低于恒定稳压值。

5.根据权利要求4所述的并联供电电路，其特征在于：系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。

6.一种并联供电电路，用于开关电源中控制单元的供电，包括由一副边反激绕组输出所构成的主供电端、一副边正激绕组输出所构成的辅供电端，辅供电端经过一第一二极管、备用电源后连接至控制单元供电端，主供电端输出一恒定稳压，其特征在于：还包括一第二二极管，第二二极管阳极连接主供电端，第二二极管阴极连接控制单元供电端；备用电源输出电压值低于恒定稳压值；

系统正常工作时，系统由主供电端输出的恒定稳压为控制单元提供工作电压；系统主供电端故障时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压；系统出现过流、短路等情况时，系统由辅供电端中备用电源输出为控制单元提供工作电压。