CN211981736U - 一种基于pmos的低功耗冗余均流电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路,包括双供电端、开关电源、两个PMOS管、两个采样电阻和控制电路;第一供电端的负极、第二供电端的负极和开关电源的负极均与负载的负极连接;开关电源为控制电路供电;第一供电端的正极与第一PMOS管的源极连接;第一电阻的第一端和控制电路的第一输入端与第一PMOS管的漏极连接;第一PMOS管的栅极与控制电路的第一控制端连接;第二供电端的正极与第二PMOS管的源极连接;第二电阻的第一端和控制电路的第二输入端与第二PMOS管的漏极连接;第二PMOS管的栅极与控制电路的第二控制端连接;第一电阻的第二端、第二电阻的第二端、开关电源的正极和负载的正极均与地电位连接。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,具体而言,涉及一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路。
背景技术
MMC柔性直流输电换流阀的桥臂由很多个功率单元串联构成,功率单元的可靠性是保障MMC柔性直流输电换流阀稳定运行的基础。为提高功率单元的可靠性,功率单元往往会采取两组电源冗余供电的方式,采用这种方式就需要考虑两个电源的功率分担情况。目前,一般会采取均流措施,以提高供电电源的降额程度和可靠性。但是,现有的均流措施都是应用在供电电源侧,而且需要两个供电电源均具备相同的通讯协议的均流通讯接口;这种方式对供电电源的质量要求很高且均流电路的功耗也较高。所以需要提供一种新的方案以解决上述问题。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路,用以实现提高供电电源的降额程度以降低对供电电源的要求的同时降低功耗的技术效果。
本申请实施例提供了一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路,包括第一供电端、第二供电端、第一PMOS管、第二PMOS管、第一电阻、第二电阻、开关电源和控制电路;所述第一供电端的负极、所述第二供电端的负极和所述开关电源的负极均与负载的负极连接;开关电源为控制电路供电;所述第一供电端的正极与所述第一PMOS管的源极连接;所述第一电阻的第一端和所述控制电路的第一输入端与所述第一PMOS管的漏极连接;所述第一 PMOS管的栅极与所述控制电路的第一控制端连接;所述第二供电端的正极与所述第二PMOS管的源极连接;所述第二电阻的第一端和所述控制电路的第二输入端与所述第二PMOS管的漏极连接;所述第二PMOS管的栅极与所述控制电路的第二控制端连接;所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端、所述开关电源的正极和所述负载的正极均与地电位连接。
进一步地,所述控制电路包括第三电阻、第一电容、第二电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一二极管、第二二极管和运算放大器;所述运算放大器的同相输入端与所述第二电阻的第一端连接;所述运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第一端连接;所述第三电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接;所述第三电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接;所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端与所述运算放大器的输出端连接;所述运算放大器的正极与所述开关电源的Vcc端连接;所述运算放大器的负极与所述开关电源的Vee端连接;所述第一二极管的正极和所述第一光电耦合器的负极与所述运算放大器的输出端连接;所述第一光电耦合器的正极与所述第一二极管的负极连接;所述第二二极管的负极和所述第二光电耦合器的正极与所述第一二极管的负极连接;所述第二二极管的正极和所述第二光电耦合器的负极连接;所述第一PMOS管的栅极与所述第一光电耦合器的发射极连接;所述第一光电耦合器的集电极与所述第一供电端的正极连接;所述第二PMOS管的栅极与所述第二光电耦合器的发射极连接;所述第二光电耦合器的集电极与所述第二供电端的正极连接。
进一步地,所述控制电路还包括第四电阻、第五电阻;所述第四电阻的第一端与所述第一PMOS管的栅极连接;所述第四电阻的第二端与所述负载的负极连接;所述第五电阻的第一端与所述第二PMOS管的栅极连接;所述第五电阻的第二端与所述负载的负极连接。
进一步地,所述控制电路还包括第六电阻、第七电阻;所述第六电阻的第一端与所述第一PMOS管的漏极连接;所述第六电阻的第二端与所述运算放大器的反相输入端连接;所述第七电阻的第一端与所述第二PMOS管的漏极连接;所述第七电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端连接。
进一步地,所述低功耗冗余均流电路还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管;所述第一稳压二极管的正极与所述第一PMOS管的源极连接;所述第一稳压二极管的负极与所述第一PMOS管的栅极连接;所述第二稳压二极管的正极与所述第二PMOS管的源极连接;所述第二稳压二极管的负极与所述第二PMOS管的栅极连接。
进一步地,所述低功耗冗余均流电路还包括设置在所述第一供电端正负极之间的第一欠压检测电路和设置在所述第二供电端正负极之间的第二欠压检测电路;所述第一欠压检测电路与所述控制电路的第三控制端连接;所述第二欠压检测电路与所述控制电路的第四控制端连接。
进一步地,所述第一欠压检测电路包括第八电阻、第三稳压二极管、第三光电耦合器和第三二极管;所述第八电阻的第一端与所述第一供电端的正极连接;所述第八电阻的第二端与所述第三稳压二极管的负极连接;所述第三稳压二极管的正极与所述第三光电耦合器的正极连接;所述第三光电耦合器的负极与所述第一供电端的负极连接;所述第三光电耦合器的集电极与所述第三二极管的负极连接;所述第三二极管的正极与所述控制电路的第三控制端连接;所述第三光电耦合器的发射极接地。
进一步地,所述第二欠压检测电路包括第九电阻、第四稳压二极管、第四光电耦合器和第四二极管;所述第九电阻的第一端与所述第二供电端的正极连接;所述第九电阻的第二端与所述第四稳压二极管的负极连接;所述第四稳压二极管的正极与所述第四光电耦合器的正极连接;所述第四光电耦合器的负极与所述第二供电端的负极连接;所述第四光电耦合器的发射极与所述第四二极管的正极连接;所述第四二极管的负极与所述控制电路的第四控制端连接;所述第四光电耦合器的集电极接地。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路拓扑结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路原理图。
图标:10-低功耗冗余均流电路;100-第一供电端;200-第二供电端; 300-第一PMOS管;400-第二PMOS管;500-开关电源;600-控制电路;700- 负载;800-第一欠压检测电路;900-第二欠压检测电路。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
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。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参看图1和图2,请参看图1和图2,图1为本申请实施例提供的一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路拓扑结构示意图;图2为本申请实施例提供的一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路原理图。
如图1所示,本申请实施例提供的低功耗冗余均流电路10包括第一供电端100、第二供电端200、第一PMOS管300、第二PMOS管400、第一电阻R1、第二电阻R2、开关电源500和控制电路600;第一供电端100的负极、第二供电端200的负极和开关电源500的负极均与负载700的负极连接;开关电源500为控制电路600供电;第一供电端100的正极与第一PMOS 管300的源极连接;第一电阻R1的第一端和控制电路600的第一输入端与第一PMOS管300的漏极连接;第一PMOS管300的栅极与控制电路600的第一控制端连接;第二供电端200的正极与第二PMOS管400的源极连接;第二电阻R2的第一端和控制电路600的第二输入端与第二PMOS管400的漏极连接;第二PMOS管400的栅极与控制电路600的第二控制端连接;第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端、开关电源500的正极和负载 700的正极均与地电位连接。
如图2所示,在一种实施方式中,控制电路600包括第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第一二极管D1、第二二极管D2和运算放大器U5;运算放大器U5的同相输入端与第二电阻R2的第一端连接;运算放大器U5的反相输入端与第一电阻R1 的第一端连接;第三电阻R3的第一端和第一电容C1的第一端与运算放大器U5的反相输入端连接;第三电阻R3的第二端与第二电容C2的第一端连接;第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端与运算放大器U5的输出端连接;运算放大器U5的正极与开关电源500的Vcc端连接;运算放大器 U5的负极与开关电源500的Vee端连接;第一二极管D1的正极和第一光电耦合器U1的负极与运算放大器U5的输出端连接;第一光电耦合器U1的正极与第一二极管D1的负极连接;第二二极管D2的负极和第二光电耦合器 U2的正极与第一二极管D1的负极连接;第二二极管D2的正极和第二光电耦合器U2的负极连接;第一PMOS管300的栅极与第一光电耦合器U1的发射极连接;第一光电耦合器U1的集电极与第一供电端100的正极连接;第二PMOS管的栅极与第二光电耦合器U2的发射极连接;第二光电耦合器U2 的集电极与第二供电端200的正极连接。
在一种实施方式中,控制电路600还包括第四电阻R4、第五电阻R5;第四电阻R4的第一端与第一PMOS管300的栅极连接;第四电阻R4的第二端与负载700的负极连接;第五电阻R4的第一端与第二PMOS管400的栅极连接;第五电阻R4的第二端与负载700的负极连接。
在一种实施方式中,控制电路600还包括第六电阻R6、第七电阻R7;第六电阻R6的第一端与第一PMOS管300的漏极连接;第六电阻R6的第二端与运算放大器U5的反相输入端连接;第七电阻R7的第一端与第二PMOS 管400的漏极连接;第七电阻R7的第二端与运算放大器U5的同相输入端连接。
在一种实施方式中,低功耗冗余均流电路10还包括第一稳压二极管 ZD1和第二稳压二极管ZD2;第一稳压二极管ZD1的正极与第一PMOS管300 的源极连接;第一稳压二极管ZD1的负极与第一PMOS管300的栅极连接;第二稳压二极管ZD2的正极与第二PMOS管400的源极连接;第二稳压二极管ZD2的负极与第二PMOS管400的栅极连接。
如图2所示,以Vin1电压偏高为例,介绍本申请的电路原理如下:
Vin1和Vin2供电后,经第一PMOS管和P第二PMOS管,再经过负载700、第一电阻R1和第二电阻R2,可以为负载700和开关电源500供电。开关电源500为运算放大器U5供电;运算放大器U5接收第一电阻R1和第二电阻R2的电流采样信号。由于Vin1电压偏高,所以第一电阻R1两端的电压略大于第二电阻R2。由第一电阻和第二电阻两端为负电压信号,运算放大器U5的同相输入端电压略低于反相输入端电压,运算放大器U5的输出为负电压。运算放大器U5的输出为负电压,第二二极管D2正向导通,第二光电耦合器U2原边发光二极管反向截止,第一二极管D1反向截止,第一光电耦合器U1原边发光二极管正向导通,第一光电耦合器U1的副边三极管导通,调高第一PMOS管的门极电压,增大第一PMOS管的通态电阻,以降低Vin1的电流,以实现均流的闭环控制。
如图1和图2所示,在一种实施方式中,低功耗冗余均流电路10还包括设置在第一供电端100正负极之间的第一欠压检测电路800和设置在第二供电端200正负极之间的第二欠压检测电路900;第一欠压检测电路800 与控制电路600的第三控制端连接;第二欠压检测电路900与控制电路600 的第四控制端连接。
示例性地,第一欠压检测电路800包括第八电阻R8、第三稳压二极管 ZD3、第三光电耦合器U3和第三二极管D3;第八电阻R8的第一端与第一供电端100的正极连接;第八电阻R8的第二端与第三稳压二极管ZD3的负极连接;第三稳压二极管ZD3的正极与第三光电耦合器U3的正极连接;第三光电耦合器U3的负极与第一供电端100的负极连接;第三光电耦合器U3 的集电极与第三二极管D3的负极连接;第三二极管D3的正极与控制电路 600的第三控制端连接;第三光电耦合器U3的发射极接地。
第二欠压检测电路900包括第九电阻R9、第四稳压二极管ZD4、第四光电耦合器U4和第四二极管D4;第九电阻R9的第一端与第二供电端200 的正极连接;第九电阻R9的第二端与第四稳压二极管ZD4的负极连接;第四稳压二极管ZD4的正极与第四光电耦合器U4的正极连接;第四光电耦合器U4的负极与第二供电端200的负极连接;第四光电耦合器U4的发射极与第四二极管D4的正极连接;第四二极管D4的负极与控制电路600的第四控制端连接;第四光电耦合器U4的集电极接地。
综上所述,本申请实施例提供一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路,包括第一供电端、第二供电端、第一PMOS管、第二PMOS管、第一电阻、第二电阻、开关电源和控制电路;所述第一供电端的负极、所述第二供电端的负极和所述开关电源的负极均与负载的负极连接;开关电源为控制电路供电;所述第一供电端的正极与所述第一PMOS管的源极连接;所述第一电阻的第一端和所述控制电路的第一输入端与所述第一PMOS管的漏极连接;所述第一PMOS管的栅极与所述控制电路的第一控制端连接;所述第二供电端的正极与所述第二PMOS管的源极连接;所述第二电阻的第一端和所述控制电路的第二输入端与所述第二PMOS管的漏极连接;所述第二PMOS 管的栅极与所述控制电路的第二控制端连接;所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端、所述开关电源的正极和所述负载的正极均与地电位连接。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于PMOS的低功耗冗余均流电路,应用于负载侧,其特征在于,包括第一供电端、第二供电端、第一PMOS管、第二PMOS管、第一电阻、第二电阻、开关电源和控制电路;所述第一供电端的负极、所述第二供电端的负极和所述开关电源的负极均与负载的负极连接;所述开关电源为所述控制电路供电;所述第一供电端的正极与所述第一PMOS管的源极连接;所述第一电阻的第一端和所述控制电路的第一输入端与所述第一PMOS管的漏极连接;所述第一PMOS管的栅极与所述控制电路的第一控制端连接;所述第二供电端的正极与所述第二PMOS管的源极连接;所述第二电阻的第一端和所述控制电路的第二输入端与所述第二PMOS管的漏极连接;所述第二PMOS管的栅极与所述控制电路的第二控制端连接;所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端、所述开关电源的正极和所述负载的正极均与地电位连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述控制电路包括第三电阻、第一电容、第二电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一二极管、第二二极管和运算放大器;所述运算放大器的同相输入端与所述第二电阻的第一端连接;所述运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第一端连接;所述第三电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接;所述第三电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接;所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端与所述运算放大器的输出端连接;所述运算放大器的正极与所述开关电源的Vcc端连接;所述运算放大器的负极与所述开关电源的Vee端连接;所述第一二极管的正极和所述第一光电耦合器的负极与所述运算放大器的输出端连接;所述第一光电耦合器的正极与所述第一二极管的负极连接;所述第二二极管的负极和所述第二光电耦合器的正极与所述第一二极管的负极连接;所述第二二极管的正极和所述第二光电耦合器的负极连接;所述第一PMOS管的栅极与所述第一光电耦合器的发射极连接;所述第一光电耦合器的集电极与所述第一供电端的正极连接;所述第二PMOS管的栅极与所述第二光电耦合器的发射极连接;所述第二光电耦合器的集电极与所述第二供电端的正极连接。
3.根据权利要求2所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述控制电路还包括第四电阻、第五电阻;所述第四电阻的第一端与所述第一PMOS管的栅极连接;所述第四电阻的第二端与所述负载的负极连接;所述第五电阻的第一端与所述第二PMOS管的栅极连接;所述第五电阻的第二端与所述负载的负极连接。
4.根据权利要求2所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述控制电路还包括第六电阻、第七电阻;所述第六电阻的第一端与所述第一PMOS管的漏极连接;所述第六电阻的第二端与所述运算放大器的反相输入端连接;所述第七电阻的第一端与所述第二PMOS管的漏极连接;所述第七电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端连接。
5.根据权利要求1所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述低功耗冗余均流电路还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管;所述第一稳压二极管的正极与所述第一PMOS管的源极连接;所述第一稳压二极管的负极与所述第一PMOS管的栅极连接;所述第二稳压二极管的正极与所述第二PMOS管的源极连接;所述第二稳压二极管的负极与所述第二PMOS管的栅极连接。
6.根据权利要求1所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述低功耗冗余均流电路还包括设置在所述第一供电端正负极之间的第一欠压检测电路和设置在所述第二供电端正负极之间的第二欠压检测电路;所述第一欠压检测电路与所述控制电路的第三控制端连接;所述第二欠压检测电路与所述控制电路的第四控制端连接。
7.根据权利要求6所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述第一欠压检测电路包括第八电阻、第三稳压二极管、第三光电耦合器和第三二极管;所述第八电阻的第一端与所述第一供电端的正极连接;所述第八电阻的第二端与所述第三稳压二极管的负极连接;所述第三稳压二极管的正极与所述第三光电耦合器的正极连接;所述第三光电耦合器的负极与所述第一供电端的负极连接;所述第三光电耦合器的集电极与所述第三二极管的负极连接;所述第三二极管的正极与所述控制电路的第三控制端连接;所述第三光电耦合器的发射极接地。
8.根据权利要求6所述的低功耗冗余均流电路,其特征在于,所述第二欠压检测电路包括第九电阻、第四稳压二极管、第四光电耦合器和第四二极管;所述第九电阻的第一端与所述第二供电端的正极连接;所述第九电阻的第二端与所述第四稳压二极管的负极连接;所述第四稳压二极管的正极与所述第四光电耦合器的正极连接;所述第四光电耦合器的负极与所述第二供电端的负极连接;所述第四光电耦合器的发射极与所述第四二极管的正极连接;所述第四二极管的负极与所述控制电路的第四控制端连接;所述第四光电耦合器的集电极接地。
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CN202020674606.4U CN211981736U (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 一种基于pmos的低功耗冗余均流电路 |
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CN202020674606.4U Active CN211981736U (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 一种基于pmos的低功耗冗余均流电路 |
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