CN109638832A - 双电源冗余供电实现与监测系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双电源冗余供电实现与监测系统及设备，涉及电源供电领域，该系统包括第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；第一电源模块分别与第一电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块连接；第一电源监测模块与监控及指示模块连接；第二电源模块分别与第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；第二电源监测模块的输出端与监控及指示模块连接；冗余电源合路模块的输出端与负载连接。该系统通过设计电路图、采购器件并开发出具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，将该电路板集成到设备中为设备供电，达到了降低设备成本的目的。

Description

双电源冗余供电实现与监测系统及设备

技术领域

本发明涉及电源供电技术领域，尤其是涉及一种双电源冗余供电实现与监测系统及设备。

背景技术

电源作为设备的一个重要部件，起到了基础供电的功能。对于安装有普通电源的设备，如果普通电源出现异常，该设备即会瘫痪。因此为了提高设备运行的稳定性，设备广泛采用双电源冗余供电方式。目前，一般从市场上采购具有冗余功能和监测功能的电源模块，设备采用该类电源模块来实现双电源冗余供电功能，该类电源模块本身支持多电源冗余，并提供状态监测指示信号，用户可以根据设备功能需求选择该类电源模块型号，并根据选择的电源模块提供的状态监测指示信号完成设备电源相关功能的开发。但是，相对于普通电源模块，从市场上采购的封装好的具有冗余功能和监测功能的电源模块价格较高，设备采用该类电源模块，会导致设备成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双电源冗余供电实现与监测系统及设备，以降低设备成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种双电源冗余供电实现与监测系统，包括第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；所述第一电源模块分别与所述第一电源监测模块的输入端和所述冗余电源合路模块连接；所述第一电源监测模块与所述监控及指示模块连接；所述第二电源模块分别与所述第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；所述第二电源监测模块的输出端与所述监控及指示模块连接；所述冗余电源合路模块的输出端与负载连接；所述冗余电源合路模块用于对所述第一电源模块和所述第二电源模块进行电源整流合路得到合路电源，并将所述合路电源输送至负载；所述第一电源监测模块用于监测第一电源模块的工作状态，并将第一监测结果发送给所述监控及指示模块；所述第二电源监测模块用于监测所述第二电源模块的工作状态，并将第二监测结果发送给所述监控及指示模块；所述监控及指示模块用于接收所述第一监测结果和所述第二监测结果，并根据所述第一监测结果和所述第二监测结果发出对应指示信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述冗余电源合路模块包括第一功率肖特基二极管与第二功率肖特基二极管；所述第一电源模块与所述第一功率肖特基二极管的正极连接，所述第二电源模块与所述第二功率肖特基二极管的正极连接；所述第一功率肖特基二极管的负极和所述第二功率肖特基二极管的负极连接，所述第一功率肖特基二极管和所述第二功率肖特基二极管的连接端与负载连接；所述第一功率肖特基二极管与所述第二功率肖特基二极管用于对所述第一电源模块和所述第二电源模块进行电源整流合路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一电源监测模块包括基准电压产生电路、欠压监测分压电路、过压监测分压电路、第一比较器、第二比较器和异常指示电路；所述基准电压产生电路的输入端与所述第一电源模块连接，所述基准电压产生电路的输出端分别与所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器的同向输入端连接；所述欠压监测分压电路的输入端与所述基准电压产生电路的输入端和所述第一电源模块的连接端连接，所述欠压监测分压电路的输出端与所述第一比较器的同向输入端连接；所述第一比较器的输出端与所述异常指示电路的输入端连接；所述过压监测分压电路的输入端和所述第一电源模块连接，所述过压监测分压电路的输出端和所述第二比较器的反相输入端连接；所述第二比较器的输出端和所述异常指示电路的输入端连接；所述异常指示电路的输入端还与所述第一电源模块连接，所述异常指示电路的输出端与所述监控及指示模块连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基准电压产生电路包括第一电阻和第一齐纳二极管；所述第一电阻的一端作为所述基准电压产生电路的输入端与所述第一电源模块连接，所述第一电阻的另一端和所述第一齐纳二极管的一端连接，所述第一齐纳二极管的另一端接地；所述第一电阻和所第一齐纳二极管的公共连接端作为所述基准电压产生电路的输出端分别与所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器的同向输入端连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述欠压监测分压电路包括第二电阻、第三电阻和第一电容；所述第二电阻的一端作为所述欠压监测分压电路输入端与所述第一电源模块连接；所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第一电容与所述第三电阻并联；所述第二电阻、所述第三电阻和所述第一电容的公共连接端作为所述欠压监测分压电路输出端与所述第一比较器的同相输入端连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述过压监测分压电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容；所述第四电阻的一端作为所述过压监测分压电路的输入端与所述第一电源模块连接；所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地；所述第二电容与所述第五电阻并联；所述第四电阻、所述第五电阻和所述第二电容的公共连接端作为所述过压监测分压电路输出端与所述第二比较器的反相输入端连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述异常指示电路包括过压及欠压分别指示电路或过压及欠压合并指示电路；所述过压及欠压分别指示电路包括过压指示输出电路和欠压指示输出电路；所述过压指示输出电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述过压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述过压指示输出电路的输出端与所述监控及指示模块连接；所述欠压指示输出电路的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述欠压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述欠压指示输出电路的输出端与所述监控及指示模块连接；所述过压及欠压合并指示电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述过压及欠压合并指示电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述过压及欠压合并指示电路的第三输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述过压及欠压合并指示电路的输出端与所述监控及指示模块连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述过压指示输出电路包括第三肖特基二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一NPN三极管；所述第三肖特基二极管的正极分别与第六电阻的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端连接；所述第三肖特基二极管的负极作为所述过压指示输出电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接；所述第六电阻的另一端作为所述过压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接；所述第七电阻的另一端接地；所述第八电阻的另一端与所述第一NPN三极管的基极连接；所述第一NPN三极管的集电极和所述监控及指示模块连接，所述第一NPN三极管的发射极接地。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述过压及欠压合并指示电路包括第五肖特基二极管、第六肖特基二极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第三NPN三极管；所述第五肖特基二极管的正极分别与所述第六肖特基二极管的正极、所述第十二电阻的一端、所述第十三电阻的一端和所述第十三电阻的一端连接；所述第五肖特基二极管的负极作为所述过压及欠压合并指示电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接；所述第六肖特基二极管的负极作为所述过压及欠压合并指示电路的第三输入端与所述第一比较器的输出端连接；所述第十二电阻的另一端作为所述过压及欠压合并指示电路的第二输入端与所述第一电源模块连接；所述第十三电阻的另一端接地；所述第十四电阻的另一端和所述第三NPN三极管的基极连接；所述第三NPN三极管的集电极与所述监控及指示模块连接，所述第三NPN三极管的发射极接地。

第二方面，本发明实施例还提供一种双电源冗余供电实现与监测设备，所述设备应用在如第一方面所述的双电源冗余供电实现与监测系统上；所述设备包括：所述双电源冗余供电实现与监测系统。所述双电源冗余供电实现与监测系统为所述双电源冗余供电实现与监测设备供电。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例中，双电源冗余供电实现与监测系统包括：第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；第一电源模块分别与第一电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块连接；第一电源监测模块与监控及指示模块连接；第二电源模块分别与第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；第二电源监测模块的输出端与监控及指示模块连接；冗余电源合路模块的输出端与负载连接；冗余电源合路模块用于对第一电源模块和第二电源模块进行电源整流合路得到合路电源，并将合路电源输送至负载；第一电源监测模块用于监测第一电源模块的工作状态，并将第一监测结果发送给监控及指示模块；第二电源监测模块用于监测第二电源模块的工作状态，并将第二监测结果发送给监控及指示模块；监控及指示模块用于接收第一监测结果和第二监测结果，并根据第一监测结果和第二监测结果发出对应指示信号。本发明实施例采用的双电源冗余供电实现与监测系统，通过自己设计电路图、采购器件并开发出具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，将该双电源冗余供电电路板集成到设备中为设备供电，提高了设备运行的稳定性；由于自己采购的器件价格便宜，该双电源冗余供电电路板焊接这些器件，该双电源冗余供电电路板同市场上出售的封装好的具有冗余功能和监测功能的电源模块相比，同样具有双电源冗余供电与监测功能，但是该双电源冗余供电电路板成本价格更便宜。因此，该双电源冗余供电实现与监测系统及设备通过降低设备供电模块的成本，降低了设备成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的一种双电源冗余供电实现与监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种冗余电源合路电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一电源监测模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种第一电源监测模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种双电源冗余供电实现与监测设备的结构示意图。

图标：

101-第一电源模块；102-第二电源模块；103-第一电源监测模块；104-冗余电源合路模块；105-第二电源监测模块；106-监控及指示模块；107-负载；201-第一功率肖特基二极管；202-第二功率肖特基二极管；301-基准电压产生电路；302-欠压监测分压电路；303-第一比较器；304-过压监测分压电路；305-第二比较器；306-过压指示输出电路；307-欠压指示输出电路；401-过压及欠压合并指示电路；501-双电源冗余供电实现与监测设备；502-双电源冗余供电实现与监测系统。

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，下面将结合附图对本发明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做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。

目前外购成品的电源模块为了市场利润会细分为多种型号，一般通过剪裁部分功能实现价格上的差异化。例如支持冗余功能，同时提供较丰富的状态指示信号的电源模块，一般价格较高；支持冗余功能，但是没有提供相应的状态指示信号的电源模块，价格稍低；既不支持冗余功能，也不提供状态指示信号的电源模块，一般价格最低。对于设备来说，设备成本的优势是市场竞争力的一个比较重要的因素，所以很有必要通过降低设备采用的电源模块成本来降低设备的成本，从而提高设备的市场竞争力；且电源模块冗余功能和状态指示功能并不是非常复杂的功能，可以通过自己设计电路图、采购器件并开发出具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，将该电路板集成到设备中为设备供电，通过降低设备采用的供电模块的成本，从而降低了设备成本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种双电源冗余供电实现与监测系统进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例提供的一种双电源冗余供电实现与监测系统的结构示意图，如图1所示，该双电源冗余供电实现与监测系统包括第一电源模块101、第一电源监测模块103、第二电源模块102、第二电源监测模块105、冗余电源合路模块104和监控及指示模块106；第一电源模块101分别与第一电源监测模块103的输入端和冗余电源合路模块104连接；第一电源监测模块103与监控及指示模块106连接；第二电源模块102分别与第二电源监测模块105的输入端和冗余电源合路模块104的输入端连接；第二电源监测模块105的输出端与监控及指示模块106连接；冗余电源合路模块104的输出端与负载107连接；冗余电源合路模块104用于对第一电源模块101和第二电源模块102进行电源整流合路得到合路电源，并将合路电源输送至负载107；第一电源监测模块103用于监测第一电源模块101的工作状态，并将第一监测结果发送给监控及指示模块106；第二电源监测模块105用于监测第二电源模块102的工作状态，并将第二监测结果发送给监控及指示模块106；监控及指示模块106用于接收第一监测结果和第二监测结果，并根据第一监测结果和第二监测结果发出对应指示信号。该双电源冗余供电实现与监测系统降低设备成本。该系统通过自己设计开发具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，该双电源冗余供电电路板可自行设计状态指示灯位置、移植方便和成本低，从而降低了设备成本较低、提高了设备供电模块的灵活性较高、且供电模块功能实现方便。

具体地，如图1所示，第一电源模块101和第二电源模块102为上述双电源冗余供电实现与监测系统的供电模块，第一电源模块101和第二电源模块102采用相同规格，实现对称冗余供电设计。第一电源监测模块103对第一电源模块101的工作状态进行监测，可以监测到第一电源模块101的电源是否出现过压、欠压等异常，并将相应的状态型号送给监控及指示模块106。第二电源监测模块105对第二电源模块102的工作状态进行监测，可以监测到第二电源模块102的电源是否出现过压、欠压等异常，并将相应的状态型号送给监控及指示模块106。冗余电源合路模块104实现了第一电源模块101和第二电源模块102的合路功能，将合路后的电源输送给负载107电路，确保该双电源冗余供电实现与监测系统的正常工作。

在一些可能的实施例中，第一电源模块101和第二电源模块102可通过插头连接在上述双电源冗余供电实现与监测系统上，提高了第一电源模块101和第二电源模块102拆卸更换的便利性，拓展了上述双电源冗余供电实现与监测系统输出电压的种类。

本发明实施例中，双电源冗余供电实现与监测系统包括：第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；第一电源模块分别与第一电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块连接；第一电源监测模块与监控及指示模块连接；第二电源模块分别与第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；第二电源监测模块的输出端与监控及指示模块连接；冗余电源合路模块的输出端与负载连接；冗余电源合路模块用于对第一电源模块和第二电源模块进行电源整流合路得到合路电源，并将合路电源输送至负载；第一电源监测模块用于监测第一电源模块的工作状态，并将第一监测结果发送给监控及指示模块；第二电源监测模块用于监测第二电源模块的工作状态，并将第二监测结果发送给监控及指示模块；监控及指示模块用于接收第一监测结果和第二监测结果，并根据第一监测结果和第二监测结果发出对应指示信号。本发明实施例采用的双电源冗余供电实现与监测系统，通过自己设计电路图、采购器件并开发出具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，将该双电源冗余供电电路板集成到设备中为设备供电，提高了设备运行的稳定性；由于自己采购的器件价格便宜，该双电源冗余供电电路板焊接这些器件，该双电源冗余供电电路板同市场上出售的封装好的具有冗余功能和监测功能的电源模块相比，同样具有双电源冗余供电与监测功能，但是该双电源冗余供电电路板成本价格更便宜。因此，该双电源冗余供电实现与监测系统通过降低设备供电模块的成本，降低了设备成本。

为了方便理解冗余电源合路模块104的结构，本发明实施例提供了一种冗余电源合路电路的结构示意图，如图2所示，冗余电源合路模块104包括第一功率肖特基二极管201与第二功率肖特基二极管202；功率肖特基二极管具有开关频率高、正向导通压降低的优点，可以提供较高的过流能力，非常适合电源整流合路应用。第一电源模块101与第一功率肖特基二极管201的正极连接，第二电源模块102与第二功率肖特基二极管202的正极连接；第一功率肖特基二极管201的负极和第二功率肖特基二极管202的负极连接，第一功率肖特基二极管201和第二功率肖特基二极管202的连接端与负载107连接；第一功率肖特基二极管201与第二功率肖特基二极管202用于对第一电源模块101和第二电源模块102进行电源整流合路。

在一些可能的实施例中，如图2所示，第一功率肖特基二极管201与第二功率肖特基二极管202均采用的型号为TI公司的STPS30L30D，STPS30L30D型号的功率肖特基二极管的最大过流能力达到30A，最大正向导通压降仅为0.51V，非常适合5V、12V供电设备的应用。

图3为本发明实施例提供的一种第一电源监测模块103的结构示意图，如图3所示，该第一电源监测模块103包括基准电压产生电路301、欠压监测分压电路302、过压监测分压电路304、第一比较器303、第二比较器305和异常指示电路。

在一些可能的实施例中，第二电源监测模块105与第一电源监测模块103采用相同的电路结构。

具体地，如图3所示，基准电压产生电路301的输入端与第一电源模块101连接，基准电压产生电路301的输出端分别与第一比较器303的反向输入端和第二比较器305的同向输入端连接；基准电压产生电路301用于产生基准比较电压并发送至第一比较器303的反向输入端。

如图3所示，欠压监测分压电路302的输入端与基准电压产生电路301的输入端和第一电源模块101的连接端连接，欠压监测分压电路302的输出端与第一比较器303的同向输入端连接；欠压监测分压电路302用于设定欠压阈值，根据基准电压对第一电源模块101输出的电压进行分压得到欠压分压值，并输出至第一比较器303的同向输入端。

如图3所示，第一比较器303的输出端与异常指示电路的输入端连接；第一比较器303用于接收基准比较电压与欠压分压值，通过比较基准比较电压与欠压分压值获取欠压比较结果，并将欠压比较结果输出至异常指示电路的输入端。

如图3所示，过压监测分压电路304的输入端和第一电源模块101连接，过压监测分压电路304的输出端和第二比较器305的反相输入端连接；过压监测分压电路304用于设定过压阈值，根据基准电压对第一电源模块101输出的电压进行分压得到过压分压值，并输出至第二比较器305的同向输入端。

如图3所示，第二比较器305的输出端和异常指示电路的输入端连接；第二比较器305用于接收基准比较电压与过压分压值，通过比较基准比较电压与过压分压值获取过压比较结果，并输出至异常指示电路的输入端。

如图3所示，异常指示电路的输入端还与第一电源模块101连接，异常指示电路的输出端与监控及指示模块106连接。异常指示电路用于接收欠压比较结果和过压比较结果，并根据欠压比较结果和过压比较结果指示不同的状态。

具体地，如图3所示，上述基准电压产生电路301包括第一电阻和第一齐纳二极管；第一电阻的一端作为基准电压产生电路301的输入端与第一电源模块101连接，第一电阻的另一端和第一齐纳二极管的一端连接，第一齐纳二极管的另一端接地；第一电阻和所第一齐纳二极管的公共连接端作为基准电压产生电路301的输出端分别与第一比较器303的反向输入端和第二比较器305的同向输入端连接。

本发明实施例中，如图3所示，上述基准电压设计为3.3V，基准电压产生电路301采用第一电阻R1和第一齐纳二极管ZD1实现。ZD1具有反向截止稳压的作用，通过合理选取实现预期的比较基准电压。R1具有两个主要作用，R1起到分压的作用：ZD1将电压稳定在一个期望电压值，该电压值小于第一电源模块101的输出电压，会产生一个压差值，该压差值为第一电源模块101输出电压值减去ZD1两端电压值的电压值，R1即承担该压差值，起到分压的作用；R1还起到限流的作用，R1和ZD1为串行连接，经过的电流一样。通过合理设计R1的阻值，可以控制经过ZD1的电流，使电流值在ZD1正常要求范围内，保护ZD1不因为过流而出现损坏失效的情况。通过ZD1稳压后的基准电压送到第一比较器303的反向输入端。

具体地，如图3所示，上述欠压监测分压电路302包括第二电阻、第三电阻和第一电容；第二电阻的一端作为欠压监测分压电路302输入端与第一电源模块101连接；第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接；第三电阻的另一端接地；第一电容与第三电阻并联；第二电阻、第三电阻和第一电容的公共连接端作为欠压监测分压电路302输出端与第一比较器303的同相输入端连接。

本发明实施例中，如图3所示，上述欠压监测分压电路302设计欠压阈值为11V，上述第二电阻R2阻值选取为7.68K，上述第三电阻R3的阻值选取为3.3K。R2和R3实现分压，欠压监测分压电路302的采样分压值为R3两端的电压值，当第一电源模块101的输出电压值低于11V时，欠压监测分压电路302的采样分压值低于3.3V；当第一电压模块的输出电压高于11V时，欠压监测分压电路302的采样分压高于3.3V。第一电容C1主要提供高频通路，滤除分压电源中的高频噪声，提高监测的精度。

在一些可能的实施例中，如图3所示，第一比较器303反相输入端接收基准电压信号，同相输入端接收欠压阈值电路送来的采样信号。当欠压阈值电路的分压值高于3.3V(即未出现欠压现象)，比较器输出高电压信号；当欠压阈值电路的分压值低于3.3V(即出现欠压现象)，比较器输出低电压信号。第一比较器303的输出信号送到欠压指示输出电路307。

具体地，如图3所示，上述过压监测分压电路304包括第四电阻、第五电阻和第二电容；第四电阻的一端作为过压监测分压电路304的输入端与第一电源模块101连接；第四电阻的另一端和第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端接地；第二电容与第五电阻并联；第四电阻、第五电阻和第二电容的公共连接端作为过压监测分压电路304输出端与第二比较器305的反相输入端连接。

在一些可能的实施例中，如图3所示，上述过压监测分压电路304设计过压阈值为13.3V，上述第一电源模块101提供12V电源输入，采用第四电阻R4和第五电阻R5实现分压，R4的阻值选取为10K，R5的阻值选取为3.3K。上述过压监测分压电路304的采用值为R5两端的电压值，当第一电源模块101的输出电压高于13.3V时，上述过压监测分压电路304的采样分压高于3.3V，当第一电源模块101的输出电压低于13.3V时，上述过压监测分压电路304的采样分压低于3.3V。第二电容C2主要提供高频通路，滤除分压电源中的高频噪声，提高监测的精度。

在一些可能的实施例中，如图3所示，第二比较器305的同相输入端接收基准电压信号，反相输入端接收过压阈值电路送来的采样信号。当过压阈值电路的分压值高于3.3V(即出现过压现象)，第二比较器305低电压信号；当过压阈值电路的分压值高于3.3V(即未出现过压现象)，第二比较器305输出高电压信号。第二比较器305的输出信号送到过压指示输出电路306。

图4为本发明实施例提供的一种另一种第一电源监测模块103的结构示意图，如图3和图4所示，上述异常指示电路包括过压及欠压分别指示电路或过压及欠压合并指示电路401；过压及欠压分别指示电路包括过压指示输出电路306和欠压指示输出电路307；过压指示输出电路306的第一输入端与第二比较器305的输出端连接，过压指示输出电路306的第二输入端与第一电源模块101连接，过压指示输出电路306的输出端与监控及指示模块106连接；欠压指示输出电路307的第一输入端与第一比较器303的输出端连接，欠压指示输出电路307的第二输入端与第一电源模块101连接，欠压指示输出电路307的输出端与监控及指示模块106连接；

具体地，如图3所示，过压指示输出电路306包括第三肖特基二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一NPN三极管；第三肖特基二极管的正极分别与第六电阻的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端连接；第三肖特基二极管的负极作为过压指示输出电路306的第一输入端与第二比较器305的输出端连接；第六电阻的另一端作为过压指示输出电路306的第二输入端与第一电源模块101连接；第七电阻的另一端接地；第八电阻的另一端与第一NPN三极管的基极连接；第一NPN三极管的集电极和监控及指示模块106连接，第一NPN三极管的发射极接地。

在一些可能的实施例中，过压指示输出电路306由第三肖特基二极管D3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第一NPN三极管Q3组成。D3用于比较器305的输出与R6和R7组成的分压电路进行合路，利用了D3正压导通压降低的特点。当第二比较器305输出为低电压，此时D3导通，Q3的基极为0.4V左右，Q3截止。当第二比较器305输出为高电平，此时D3负极电压高于正极电压，D3反向截止。Q3的基极电压为分压电路阻R7两端电压，本实例中设计为当Q3的基极电压2.2V时，此时Q3处于饱和导通状态。R8连接到Q3的基极，起到限流的作用。Q3采用OC输出方式，可以在监控及指示模块106部分根据实际需要设计不同的上拉，满足不同的应用场景。

如图3所示，欠压指示输出电路307包括第四肖特基二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第二NPN三极管；第四肖特基二极管的正极分别与第九电阻的一端、第十电阻的一端和第十一电阻连接；第四肖特基二极管的负极作为欠压指示输出电路307的第一输入端与第一比较器303的输出端连接；第九电阻的另一端作为欠压指示输出电路307的第二输入端与第一电源模块101连接；第十电阻的另一端接地；第十一电阻的另一端与第二NPN三极管的基极连接；第二NPN三极管的集电极与监控及指示模块106连接，第二NPN三极管的发射极接地。

在一些可能的实施例中，如图3所示，欠压指示输出电路307由肖特基二极管D4、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第二NPN三极管Q2组成。D4用于第一比较器303的输出与R9和R10组成的分压电路进行合路，利用了D4正压导通压降低的特点。当第一比较器303输出为低电压，此时D4导通，Q2的基极为0.4V左右，Q2截止。当第一比较器303输出为高电平，此时D4负极电压高于正极电压，D4反向截止。Q2的基极电压为分压电路中R10两端的电压，本实例中设计Q2的基极电压为为2.2V时，此时Q2处于饱和导通状态。R11连接到Q1的基集，起到限流的作用。Q2采用OC输出方式，可以在监控及指示模块106部分根据实际需要设计不同的上拉，满足不同的应用场景。

在一些可能的实施例中，如图4所示，上述过压及欠压合并指示电路401的第一输入端与第二比较器305的输出端连接，过压及欠压合并指示电路401的第二输入端与第一电源模块101连接，过压及欠压合并指示电路401的第三输入端与第一比较器303的输出端连接，过压及欠压合并指示电路401的输出端与监控及指示模块106连接。

具体地，过压及欠压合并指示电路401包括第五肖特基二极管、第六肖特基二极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第三NPN三极管；第五肖特基二极管的正极分别与第六肖特基二极管的正极、第十二电阻的一端、第十三电阻的一端和第十三电阻的一端连接；第五肖特基二极管的负极作为过压及欠压合并指示电路401的第一输入端与第二比较器305的输出端连接；第六肖特基二极管的负极作为过压及欠压合并指示电路401的第三输入端与第一比较器303的输出端连接；第十二电阻的另一端作为过压及欠压合并指示电路401的第二输入端与第一电源模块101连接；第十三电阻的另一端接地；第十四电阻的另一端和第三NPN三极管的基极连接；第三NPN三极管的集电极与监控及指示模块106连接，第三NPN三极管的发射极接地。

在一些可能的实施例中，如图4所示，过压及欠压合并指示电路401采用第五肖特基二极管D5和第六肖特基二极管D6，其中D5的负极连接到第二比较器305，接收过压比较输出信号；D6的负极连接到第一比较器303。D5和D6的正极相连，实现一个线与的工作电路。当第一比较器303或第二比较器305任何一个输出低电平的时候，D5和D6的正极被钳位在0.4V左右，为低电压，此时三极管的Q3截止，指示电源工作异常(可能是过压或者欠压)。当第一比较器303或第二比较器305全部输出高电平的时，D5和D6的正极为R12和R13的分压值，本实例中设计为分压值为2.2V时，Q3导通，指示电源工作正常。

实施例二：

图5为本发明实施例提供的一种双电源冗余供电实现与监测设备501的结构示意图，如图5所示，该双电源冗余供电实现与监测设备501包括上述实施例一中的双电源冗余供电实现与监测系统502。

具体地，双电源冗余供电实现与监测系统502为双电源冗余供电实现与监测设备501供电。

本发明实施例中，双电源冗余供电实现与监测系统包括：第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；第一电源模块分别与第一电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块连接；第一电源监测模块与监控及指示模块连接；第二电源模块分别与第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；第二电源监测模块的输出端与监控及指示模块连接；冗余电源合路模块的输出端与负载连接；冗余电源合路模块用于对第一电源模块和第二电源模块进行电源整流合路得到合路电源，并将合路电源输送至负载；第一电源监测模块用于监测第一电源模块的工作状态，并将第一监测结果发送给监控及指示模块；第二电源监测模块用于监测第二电源模块的工作状态，并将第二监测结果发送给监控及指示模块；监控及指示模块用于接收第一监测结果和第二监测结果，并根据第一监测结果和第二监测结果发出对应指示信号。本发明实施例采用的双电源冗余供电实现与监测系统，通过自己设计电路图、采购器件并开发出具有双电源冗余供电与监测功能的双电源冗余供电电路板，将该双电源冗余供电电路板集成到设备中为设备供电，提高了设备运行的稳定性；由于自己采购的器件价格便宜，该双电源冗余供电电路板焊接这些器件，该双电源冗余供电电路板同市场上出售的封装好的具有冗余功能和监测功能的电源模块相比，同样具有双电源冗余供电与监测功能，但是该双电源冗余供电电路板成本价格更便宜。因此，该双电源冗余供电实现与监测设备通过降低设备供电模块的成本，降低了设备成本。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

本发明实施例所提供的设备，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，设备实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例所提供的进行双电源冗余供电实现与监测的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面设备实施例中的设备，具体实现可参见设备实施例，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例设备的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，包括第一电源模块、第一电源监测模块、第二电源模块、第二电源监测模块、冗余电源合路模块和监控及指示模块；所述第一电源模块分别与所述第一电源监测模块的输入端和所述冗余电源合路模块连接；所述第一电源监测模块与所述监控及指示模块连接；所述第二电源模块分别与所述第二电源监测模块的输入端和冗余电源合路模块的输入端连接；所述第二电源监测模块的输出端与所述监控及指示模块连接；所述冗余电源合路模块的输出端与负载连接；

所述冗余电源合路模块用于对所述第一电源模块和所述第二电源模块进行电源整流合路得到合路电源，并将所述合路电源输送至负载；所述第一电源监测模块用于监测第一电源模块的工作状态，并将第一监测结果发送给所述监控及指示模块；所述第二电源监测模块用于监测所述第二电源模块的工作状态，并将第二监测结果发送给所述监控及指示模块；所述监控及指示模块用于接收所述第一监测结果和所述第二监测结果，并根据所述第一监测结果和所述第二监测结果发出对应指示信号。

2.根据权利要求1所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述冗余电源合路模块包括第一功率肖特基二极管与第二功率肖特基二极管；所述第一电源模块与所述第一功率肖特基二极管的正极连接，所述第二电源模块与所述第二功率肖特基二极管的正极连接；所述第一功率肖特基二极管的负极和所述第二功率肖特基二极管的负极连接，所述第一功率肖特基二极管和所述第二功率肖特基二极管的连接端与负载连接；

所述第一功率肖特基二极管与所述第二功率肖特基二极管用于对所述第一电源模块和所述第二电源模块进行电源整流合路。

3.根据权利要求1所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述第一电源监测模块包括基准电压产生电路、欠压监测分压电路、过压监测分压电路、第一比较器、第二比较器和异常指示电路；

所述基准电压产生电路的输入端与所述第一电源模块连接，所述基准电压产生电路的输出端分别与所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器的同向输入端连接；

所述欠压监测分压电路的输入端与所述基准电压产生电路的输入端和所述第一电源模块的连接端连接，所述欠压监测分压电路的输出端与所述第一比较器的同向输入端连接；

所述第一比较器的输出端与所述异常指示电路的输入端连接；

所述过压监测分压电路的输入端和所述第一电源模块连接，所述过压监测分压电路的输出端和所述第二比较器的反相输入端连接；

所述第二比较器的输出端和所述异常指示电路的输入端连接；

所述异常指示电路的输入端还与所述第一电源模块连接，所述异常指示电路的输出端与所述监控及指示模块连接。

4.根据权利要求3所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述基准电压产生电路包括第一电阻和第一齐纳二极管；所述第一电阻的一端作为所述基准电压产生电路的输入端与所述第一电源模块连接，所述第一电阻的另一端和所述第一齐纳二极管的一端连接，所述第一齐纳二极管的另一端接地；所述第一电阻和所第一齐纳二极管的公共连接端作为所述基准电压产生电路的输出端分别与所述第一比较器的反向输入端和所述第二比较器的同向输入端连接。

5.根据权利要求3所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述欠压监测分压电路包括第二电阻、第三电阻和第一电容；所述第二电阻的一端作为所述欠压监测分压电路输入端与所述第一电源模块连接；所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第一电容与所述第三电阻并联；所述第二电阻、所述第三电阻和所述第一电容的公共连接端作为所述欠压监测分压电路输出端与所述第一比较器的同相输入端连接。

6.根据权利要求3所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述过压监测分压电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容；所述第四电阻的一端作为所述过压监测分压电路的输入端与所述第一电源模块连接；所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地；所述第二电容与所述第五电阻并联；所述第四电阻、所述第五电阻和所述第二电容的公共连接端作为所述过压监测分压电路输出端与所述第二比较器的反相输入端连接。

7.根据权利要求3所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述异常指示电路包括过压及欠压分别指示电路或过压及欠压合并指示电路；

所述过压及欠压分别指示电路包括过压指示输出电路和欠压指示输出电路；所述过压指示输出电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述过压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述过压指示输出电路的输出端与所述监控及指示模块连接；所述欠压指示输出电路的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述欠压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述欠压指示输出电路的输出端与所述监控及指示模块连接；

所述过压及欠压合并指示电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接，所述过压及欠压合并指示电路的第二输入端与所述第一电源模块连接，所述过压及欠压合并指示电路的第三输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述过压及欠压合并指示电路的输出端与所述监控及指示模块连接。

8.根据权利要求7所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述过压指示输出电路包括第三肖特基二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一NPN三极管；所述第三肖特基二极管的正极分别与第六电阻的一端、第七电阻的一端和第八电阻的一端连接；所述第三肖特基二极管的负极作为所述过压指示输出电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接；所述第六电阻的另一端作为所述过压指示输出电路的第二输入端与所述第一电源模块连接；所述第七电阻的另一端接地；所述第八电阻的另一端与所述第一NPN三极管的基极连接；所述第一NPN三极管的集电极和所述监控及指示模块连接，所述第一NPN三极管的发射极接地。

9.根据权利要求7所述的双电源冗余供电实现与监测系统，其特征在于，所述过压及欠压合并指示电路包括第五肖特基二极管、第六肖特基二极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第三NPN三极管；所述第五肖特基二极管的正极分别与所述第六肖特基二极管的正极、所述第十二电阻的一端、所述第十三电阻的一端和所述第十三电阻的一端连接；所述第五肖特基二极管的负极作为所述过压及欠压合并指示电路的第一输入端与所述第二比较器的输出端连接；所述第六肖特基二极管的负极作为所述过压及欠压合并指示电路的第三输入端与所述第一比较器的输出端连接；所述第十二电阻的另一端作为所述过压及欠压合并指示电路的第二输入端与所述第一电源模块连接；所述第十三电阻的另一端接地；所述第十四电阻的另一端和所述第三NPN三极管的基极连接；所述第三NPN三极管的集电极与所述监控及指示模块连接，所述第三NPN三极管的发射极接地。

10.一种双电源冗余供电实现与监测设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项的所述双电源冗余供电实现与监测系统；

所述双电源冗余供电实现与监测系统为所述双电源冗余供电实现与监测设备供电。