CN115663779A - 一种基于mosfet合路的直流电源合路电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路及方法，其电路包括至少两个结构相同的电源合路单元和合路电源偏置单元，多个电源合路单元输出电源端相连接，合路电源偏置单元分别与多个电源合路单元相连接。本发明可应用于双路或多路直流电源合路的场景，实现低功耗、设计简单、防电源倒灌和低成本的目标。
Description
技术领域
本发明涉及电源合路技术领域，尤其一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路及方法。
背景技术
服务器、基站等对电源的可靠性要求很高，不能因电源故障而影响工作，因此需要进行电源备份，主备电源合路后给设备供电；同时服务器中各种插卡，存在接口提供的电源功率小于插卡功耗的情形，因此需要辅助电源同时供电，这些场景也要对接口电源和辅助电源进行合路。
通常的合路电路有二极管合路，MOSFET合路，合路专用芯片等实现方式。其中二极管合路存在功耗大、散热差不利于系统热设计，大电流场景选型困难等问题；MOSFET合路存在电源倒灌（其中一路电源无供电输入时，其它路电源倒灌进入此电源输入电路中），或者合路控制电路设计复杂的情形；合路专用芯片的实现成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路及方法，可应用于双路或多路直流电源合路的场景，实现低功耗、设计简单、防电源倒灌和低成本的目标。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，包括至少两个结构相同的电源合路单元和合路电源偏置单元，多个所述电源合路单元输出电源端相连接，所述合路电源偏置单元分别与多个所述电源合路单元相连接。
进一步的，一个所述电源合路单元包括输入偏置单元、比较单元、开关控制单元和MOSFET；输入电源分别与输入偏置单元输入端和MOSFET第一输入端相连接；MOSFET输出端与其他所述电源合路单元MOSFET输出端相连接输出合路电源，MOSFET输出端线路还与所述合路电源偏置单元输入端相连接；比较单元输入端分别与所述合路电源偏置单元输出端、输入偏置单元输出端相连接，比较输入偏置电压和输出偏置电压大小；比较单元输出端与开关控制单元输入端相连接，开关控制单元输出端与MOSFET第二输入端相连接。
进一步的，所述合路电源偏置单元包括多个分压电阻。
进一步的，所述输入偏置单元包括多个分压电阻。
进一步的，所述MOSFET采用P-MOS器件。
一种基于MOSFET合路的直流电源合路方法，一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，包括以下具体步骤：
输入电源经输入偏置单元产生输入偏置电压，输入电源经MOSFET中D、S之间的寄生二极管导通产生输出电压，由合路电源偏置单元产生输出偏置电压；
设置输入偏置单元和合路电源偏置单元中分压电阻值，确保输入偏置电压大于输出偏置电压；
比较单元输出高电平开关控制信号，打开开关，拉低MOS控制信号，从而使P-MOS完全导通。
进一步的，一种基于MOSFET合路的直流电源合路方法，还包括阻止电源倒灌步骤：若输入偏置电压小于输出偏置电压，比较单元输出低电平开关控制信号，关断开关，MOS控制信号为高电平，输入电源的P-MOS完全关断，同时输出电压连接P-MOS寄生二极管的负极进而无法反向导通。
本发明的有益效果：
本发明可应用于双路或多路直流电源合路的场景，实现低功耗、设计简单、防电源倒灌和低成本的目标。
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简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明的电路结构模块示意图；
图2是本发明的电源合路单元电气图；
图3是本发明的MOSFET功能示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不：限定本发明。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，包括至少两个结构相同的电源合路单元和合路电源偏置单元，多个所述电源合路单元输出电源端相连接，所述合路电源偏置单元分别与多个所述电源合路单元相连接。
进一步的，一所述电源合路单元包括输入偏置单元、比较单元、开关控制单元和MOSFET；输入电源分别与输入偏置单元输入端和MOSFET第一输入端相连接；MOSFET输出端与其他所述电源合路单元MOSFET输出端相连接输出合路电源，MOSFET输出端线路还与所述合路电源偏置单元输入端相连接；比较单元输入端分别与所述合路电源偏置单元输出端、输入偏置单元输出端相连接，比较输入偏置电压和输出偏置电压大小；比较单元输出端与开关控制单元输入端相连接，开关控制单元输出端与MOSFET第二输入端相连接。
如图2所示，所述合路电源偏置单元包括分压电阻R1和R2。所述输入偏置单元包括分压电阻R3和R4。
如图2和图3所示，输入电源经分压电阻R1和R2产生输入偏置电压，输入电源经MOSFET中D、S之间的寄生二极管导通产生输出电压，由分压电阻R3和R4产生输出偏置电压。
当输入电源为正电压时，MOSFET选择P-MOS器件，其中D连接输入电源、S连接输出电源。合理设置图2中R1、R2和R3、R4的电阻值，确保输入偏置电压大于输出偏置电压，电压比较器输出高电平开关控制信号，打开开关S1，拉低MOS控制信号，从而使P-MOS完全导通。此时如果合路电源中其它的电源合路单元也有电源输入，则对应的P-MOS也完全导通；如果其它的电源合路单元无电源输入，则因为输入偏置电压小于输出偏置电压，电压比较器输出低电平开关控制信号，关断开关S1，MOS控制信号为高电平，从而对应这路输入电源的P-MOS完全关断，同时根据图3所示输出电压因连接P-MOS寄生二极管的负极而无法反向导通，达到防止向无电源输入的合路单元发生电源倒灌的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可：各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，包括至少两个结构相同的电源合路单元和合路电源偏置单元，多个所述电源合路单元输出电源端相连接，所述合路电源偏置单元分别与多个所述电源合路单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，一个所述电源合路单元包括输入偏置单元、比较单元、开关控制单元和MOSFET；输入电源分别与输入偏置单元输入端和MOSFET第一输入端相连接；MOSFET输出端与其他所述电源合路单元MOSFET输出端相连接输出合路电源，MOSFET输出端线路还与所述合路电源偏置单元输入端相连接；比较单元输入端分别与所述合路电源偏置单元输出端、输入偏置单元输出端相连接，比较输入偏置电压和输出偏置电压大小；比较单元输出端与开关控制单元输入端相连接，开关控制单元输出端与MOSFET第二输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，所述合路电源偏置单元包括多个分压电阻。
4.根据权利要求2所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，所述输入偏置单元包括多个分压电阻。
5.根据权利要求2所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，所述MOSFET采用P-MOS器件。
6.一种基于MOSFET合路的直流电源合路方法，采用权利要求1-5任意一项所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路电路，其特征在于，包括以下具体步骤：
输入电源经输入偏置单元产生输入偏置电压，输入电源经MOSFET中D、S之间的寄生二极管导通产生输出电压，由合路电源偏置单元产生输出偏置电压；
设置输入偏置单元和合路电源偏置单元中分压电阻值，确保输入偏置电压大于输出偏置电压；
比较单元输出高电平开关控制信号，打开开关，拉低MOS控制信号，从而使P-MOS完全导通。
7.根据权利要求6所述的一种基于MOSFET合路的直流电源合路方法，其特征在于，还包括阻止电源倒灌步骤：若输入偏置电压小于输出偏置电压，比较单元输出低电平开关控制信号，关断开关，MOS控制信号为高电平，输入电源的P-MOS完全关断，同时输出电压连接P-MOS寄生二极管的负极进而无法反向导通。
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2022
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