CN1330074C - 一种二次电源备份方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次电源备份方法，该方法为：将所述备用电源模块设置在其中一功能模块上，使该备用电源模块的输出电压分别与每一功能模块的主电源模块的输出电压通过隔离降压后向相应的功能模块同时供电，调节备用电源模块输出使其电压低于所在功能模块主电源模块正常工作时的输出电压，以保证在功能模块的主电源模块正常工作时备用电源模块输出小电流，而在功能模块的主电源失效时自动输出大电流。本发明还公开了一种实现上述方法的装置。

Description

一种二次电源备份方法及装置

技术领域

本发明涉及供电技术，特别涉及一种二次电源备份方法及装置。

背景技术

在电子领域，尤其在通信领域，正常及稳定的电源供应是通信系统正常通信的保障，所以可以在主电源故障时保障继续供电的电源备份技术就显得很重要。

在现有技术中，备份方式有：冷备份和热备份方式。

所谓热备份，即在两个电源模块输出端采用二极管隔离或者直接采用单板备份；所谓冷备份，即采用切换方式。

上述两种备份方案具体如下：

1)热备份

在热备份方式中，一般都采用如图1的方式进行，通过电源模块遥控补偿(简称SENSE)端的反馈，补偿二极管的压降。但该方法只能用于负载的电流不超过单个电源模块输出功率的80％的情况。

2)冷备份

系统采用分散供电方式：系统配置一块电源备份板，作为各单板的备用电源，通过背板上的低压母线，将备用电源引入需要备份电源的所有业务单板板位。当任意业务单板的DC/DC电源失效时，切换电路迅速动作，接通备用电源回路，保证单板的正常工作。如图2所示。

上述两种方案虽然在一定程度上能满足要求，但由于自身的局限性，导致二种方案皆具有各自缺点：

热备份方案具有以下缺点：

1、一个相同型号的电源模块无法同时备份另外多个电源模块。

虽然电源模块1和电源模块2采用相同的补偿方式，但电源模块1和2经过补偿后的输出电压却是不定的，所以有可能造成模块1和2中的一个电源模块输出电流很大，另外一个电源模块输出电流很小。可见，此方法只能用于负载电流不超过电源模块1或2输出功率的80％的情况。

2、无法通过背板远距离供电。

由于线路存在压降，备用电源模块经过两次二极管隔离后将造成电压过低，引起芯片工作异常，因此该方法无法远距离供电，不能实现系统级的备份。

3、电源模块通过SENSE端调节存在输出电压不稳定的隐患。

冷备份方案具有如下缺点：

1、由于机柜中需要增加单独的电源板，所以导致整机结构改变，进而无法与原来单板兼容。

2、由于母板需要增加备用电源的走线层，所以设计难度大。

3、由于需要增加另外的控制电路，所以控制方式变得复杂。

发明内容

本发明提供一种二次电源备份方法及装置，以解决现有技术中在提供通信系统备份电源时要对通信设备结构进行改变而引起的设计复杂、成本高的问题。

为解决上述问题，本发明供如下的解决方案：

一种二次电源备份方法，该方法中能仅利用一备用电源模块向多个功能模块提供备用电源，包括如下步骤：

将所述备用电源模块设置在一功能模块上，使该备用电源模块的输出电压分别与每一功能模块的主电源模块的输出电压通过隔离降压后向相应的功能模块同时供电；

调节备用电源模块输出电压使其低于所在功能模块主电源模块正常工作时的输出电压，以保证在功能模块的主电源模块正常工作时输出小电流，而在功能模块的主电源失效时自动输出大电流。

一种二次电源备份装置，包括多个功能模块和一备用电源模块，所述功能模块上具有与工作电源连接的主电源模块，通过该主电源模块向所在功能模块提供工作电压，其结构特点是：还包括多个隔离电路，所述备用电源模块设置在其中一功能模块上，该备用电源模块的电源输入端与工作电源连接，该备用电源模块的电源输出端分别和每一主电源模块的电源输出端与一隔离电路连接，该隔离电路的输出端向所在功能模块供电，其中，所述备用电源模块的输出电压低于所在功能模块的主电源模块的输出电压。

本发明具有如下有益效果：

1)取消了单板内部的1+1热备份方案，直接采用1+N备份方式，成本大幅度降低。

2)如果单板接插件有多余的插针，只要修改背板，能很容易解决单板前后兼容问题。

3)降低了对备用电源模块需要大功率的要求。

附图说明

图1为现有技术中采用1+1电源模块备份的电路原理示意图；

图2为现有技术中采用1+N电源模块冷备份的电路原理示意图；

图3为本发明系统各单板供电结构示意图；

图4为本发明电源模块备份电路原理示意图。

具体实施方式

本实施例中，功能模块以单板为例。

参阅图3、图4所示：本发明通过一备用电源模块向单板1、单板2和单板3提供备用电源。单板1、单板2和单板3通过母板电连接，备用电源模块设置在单板3上，该备用电源模块的输出电压分别与每一单板的主电源模块的输出电压通过隔离降压电路降压后向单板同时供电；并且通过调节使备用电源模块输出电压低于所在单板主电源模块正常工作时的输出电压，以保证在单板的主电源模块正常工作时输出小电流，而在单板的主电源失效时自动输出大电流。

本发明中隔离电路采用两个二极管组成，两个二极管的正极分别与主电源模块的电源输出端和备用电源的电源输出端连接，该两个二极管的负极相连作为输出端，其中：与备用电源模块所在的单板3连接的隔离电路的二极管产生的压降比其它隔离电路的二极管产生的压降大。主电源模块的遥控补偿端与所述隔离电路的输出端连接，通过该遥控补偿调节SENSE端补偿二极管的压降，备用电源模块的调节端和本备用电源模块的电源输出端电连接，通过该调节TRIM端调节输出电压。从图中可看出，通过隔离电路的隔离实现无切换时间的系统热备份。

在本发明中，备用电源模块通过单板连接器多余的插针与其余单板电连接，因而可在不改变单板结构的基础上实现热备份。主电源模块也可采用调节端TRIM调节输出电压，而备用电源模块也可采用调节端TRIM调节输出电压。

工作原理说明：通过备用电源模块调节TRIM端，使单板3的备份模块输出电压略低于单板3中的主模块输出电压；另外通过背板走线使备用电源模块与单板2的电源模块经过隔离二极管2隔离后相连，当单板3的主电源模块和其它单板的电源模块失效时，备份模块才输出大电流，保证系统正常工作。由于隔离二极管2的压降比隔离二极管3小，可以使备份模块的输出经过背板走线和隔离二极管2后的电压V0’不会过低，保证单板2的工作正常。由于在正常情况下备份模块的输出电压都比其它电源模块的输出电压低，因此在正常情况下备份模块的输出电流很小。

在本发明中，对备用电源模块所在的功能模块中所使用的主备两个电源模块采用相同压降的隔离二极管，另外的功能模块采用不同压降的隔离二极管，其中备用电源模块的隔离二极管压降大，被备份的电源模块的隔离二极管压降小，这样可以保证备用电源模块输出的电压相对较高，经过被备份的电源模块所在功能模块的隔离二极管后还有较高的电压，满足所有功能模块的电压要求，从而降低整个备份系统对电源模块输出电压精度的依赖性。

备份的电源模块采用TRIM端调节输出电压，被备份的电源模块采用SENSE端或其它方式调节输出电压，保证备用电源模块的输出电压比被备份的电源模块的输出电压低，使备用电源模块在正常情况下输出电流小，同时避免两个电源模块同时使用SENSE端进行电压调节带来的不稳定性。

本实施例中采用3个单板进行阐述，而本发明并不限于3个单板，可大于三个。其它有类似于本实施例单板需要备份电源的功能模块，其原理与上述相同。

本发明在由多个功能模块组成的系统中，可以通过一个电源模块提供对其它多个功能模块中电源的备份，实现低成本的冗余设计。

Claims (9)

1、一种二次电源备份方法，利用一个备用电源模块向多个功能模块提供备用电源，其包括如下步骤：

步骤一：将备用电源模块设置在其中一功能模块上，使该备用电源模块的输出电压分别与每一功能模块的主电源模块的输出电压通过隔离降压后向相应的功能模块同时供电；

步骤二：调节备用电源模块输出电压使其低于所在功能模块的主电源模块正常工作时的输出电压，以保证在功能模块的主电源模块正常工作时输出小电流，而在功能模块的主电源失效时自动输出大电流。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中对备用电源模块所在功能模块经隔离降压和走线后所产生的压降要大于其余功能模块产生的压降。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤一及二中所述的备用电源模块与主电源模块是利用功能模块连接器的插针实现连接。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一及二中所述的主电源模块采用遥控补偿端调节输出电压，步骤一及二中所述备用电源模块采用调节端调节输出电压。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一及二中所述主电源模块和备用电源模块还可采用调节端调节输出电压。

6、一种实现如权利要求1所述方法的装置，包括多个功能模块和一备用电源模块，所述功能模块上具有与工作电源连接的主电源模块，通过该主电源模块向所在功能模块提供工作电压，其特征在于：还包括多个隔离电路，所述备用电源模块设置在其中一功能模块上，该备用电源模块的电源输入端与工作电源连接，该备用电源模块的电源输出端分别和每一主电源模块的电源输出端与一隔离电路连接，该隔离电路的输出端向所在功能模块供电，其中，所述备用电源模块的输出电压低于所在功能模块的主电源模块的输出电压。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述隔离电路包括两个二极管，该两个二极管的正极分别与主电源模块的电源输出端和备用电源的电源输出端连接，该两个二极管的负极相连作为输出端。

8、如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：所述主电源模块的遥控补偿端与所述隔离电路的输出端连接，以调节输出电压；所述备用电源模块的调节端和本备用电源模块的电源输出端电连接，以调节输出电压。

9、如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述备用电源模块与所述主电源模块利用功能模块连接器的插针连接。