CN215897372U - 一种支持热插拔的多电源供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持热插拔的多电源供电电路，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块；至少一个电源模块包括电源单元和热插拔控制单元；第i个电源模块的输出端与第i个接口模块的输入端连接，第i个接口模块的第一输出端与第i个开关模块的输入端连接，第i个接口模块的第二输出端与电源检测模块的输入端连接；电源检测模块的输出端与电源控制模块的输入端连接；电源控制模块的输出端分别与N个开关模块的控制端连接；N个开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端。本实用新型所配置的电源模块中至少有一个电源模块支持热插拔，从而在一定程度上满足设备不间断工作的要求。

Description

一种支持热插拔的多电源供电电路

技术领域

本实用新型涉及冗余电源供电技术领域，特别是涉及一种支持热插拔的多电源供电电路。

背景技术

对于一些需要长时间不间断工作、高可靠性的设备，例如基站通信设备、服务器、路由器和交换机等，广泛使用两个或两个以上的电源进行供电，这种多电源供电技术就称为冗余电源。对于核心交换机产品而言，冗余电源一般配置两个电源模块，当一个电源模块出现故障时，可以由另一个电源模块为设备供电，保证设备的正常运行。

但是，现有技术提供的冗余电源功能所配置的电源模块一般不支持热插拔，当电源模块异常时，需要将设备断电才能取出该电源模块进行维修，无法满足设备不间断工作的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种支持热插拔的多电源供电电路，所配置的电源模块中至少有一个电源模块支持热插拔，从而在一定程度上满足设备不间断工作的要求。

为了实现以上目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：提供一种支持热插拔的多电源供电电路，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块；

第i个所述电源模块的输出端与第i个所述接口模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第一输出端与第i个所述开关模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第二输出端与所述电源检测模块的输入端连接；所述电源检测模块的输出端与所述电源控制模块的输入端连接；所述电源控制模块的输出端分别与N个所述开关模块的控制端连接；N个所述开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端；其中，i＝1，2，…，N；N≥2；

至少一个所述电源模块均包括电源单元和热插拔控制单元；所述电源单元的输出端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述热插拔控制单元的输出端与对应的所述电源模块的输出端连接。

作为优选方案，所述热插拔控制单元包括热插拔控制芯片和第一开关管；

所述热插拔控制芯片的输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述热插拔控制单元的输出端连接。

作为优选方案，所述热插拔控制芯片为DSP芯片。

作为优选方案，所述第一开关管为三极管或MOS管。

作为优选方案，所述电源控制模块包括优先级控制单元和开关控制单元；

所述优先级控制单元的输入端与所述电源控制模块的输入端连接，所述优先级控制单元的输出端与所述开关控制单元的输入端连接，所述开关控制单元的输出端与所述电源控制模块的输出端连接。

作为优选方案，所述优先级控制单元包括优先级控制芯片；所述优先级控制芯片为单片机或DSP芯片。

作为优选方案，所述开关控制单元包括开关控制芯片；所述开关控制芯片为DSP芯片。

作为优选方案，每一个所述开关模块均包括第二开关管；

所述第二开关管的输入端与对应的所述开关模块的输入端连接，所述第二开关管的输出端与对应的所述开关模块的输出端连接，所述第二开关管的控制端与对应的所述开关模块的控制端连接。

作为优选方案，所述第二开关管为三极管或MOS管。

作为优选方案，所述接口模块为金手指接口。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供了一种支持热插拔的多电源供电电路，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块；第i个电源模块的输出端与第i个接口模块的输入端连接，第i个接口模块的第一输出端与第i个开关模块的输入端连接，第i个接口模块的第二输出端与电源检测模块的输入端连接；电源检测模块的输出端与电源控制模块的输入端连接；电源控制模块的输出端分别与N个开关模块的控制端连接；N个开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端；至少一个电源模块包括电源单元和热插拔控制单元，电源单元的输出端与热插拔控制单元的输入端连接，热插拔控制单元的输出端与对应的电源模块的输出端连接；该多电源供电电路所配置的电源模块中至少有一个电源模块支持热插拔，从而在一定程度上满足设备不间断工作的要求。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种支持热插拔的多电源供电电路的一个优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种热插拔控制单元的一个优选实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种支持热插拔的多电源供电电路的另一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本技术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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种支持热插拔的多电源供电电路，该多电源供电电路包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块；

第i个所述电源模块的输出端与第i个所述接口模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第一输出端与第i个所述开关模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第二输出端与所述电源检测模块的输入端连接；所述电源检测模块的输出端与所述电源控制模块的输入端连接；所述电源控制模块的输出端分别与N个所述开关模块的控制端连接；N个所述开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端；其中，i＝1，2，…，N；N≥2；

至少一个所述电源模块包括电源单元和热插拔控制单元；所述电源单元的输出端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述热插拔控制单元的输出端与对应的所述电源模块的输出端连接。

具体的，该多电源供电电路包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、1个电源检测模块和1个电源控制模块，每一个电源模块均通过一个对应的接口模块与一个对应的开关模块连接，相应形成N条供电通路，以向受电设备提供电源，电源模块除了提供供电电源之外，还提供电源模块是否在位、供电状态是否正常等工作状态信息给对应连接的接口模块，电源检测模块则可以通过检测获取对应接口模块上的电源模块的工作状态信息，并提供给电源控制模块进行相应处理。

在实际供电过程中，电源检测模块通过每一个接口模块分别检测对应连接的每一个电源模块的工作状态信息，并将检测获得的N个电源模块的工作状态信息发送至电源控制模块，电源控制模块根据接收到的N个电源模块的工作状态信息生成相应的开关控制信号，并将生成的开关控制信号发送至N个开关模块，以控制N个开关模块的导通或关断，即相应控制N个电源模块对应的N条供电通路的连通或断开，选通其中一条供电通路，通过该条供电通路所对应的电源模块向受电设备提供电源；其中，至少一个电源模块的内部含有一个电源单元和一个热插拔控制单元，电源单元用于提供电源，热插拔控制单元用于控制相应的电源模块实现带电插拔操作。

可以理解的，N个电源模块中至少有一个电源模块的内部含有电源单元和热插拔控制单元，以支持热插拔，当支持热插拔的电源模块出现异常时，该电源模块能够直接拔出进行维修，无需将整个供电系统断电，从而在一定程度上满足了设备不间断工作的要求；优选地，N个电源模块中的每一个电源模块的内部均含有电源单元和热插拔控制单元(如图1所示)，即N个电源模块均支持热插拔，此时，无论哪一个电源模块出现异常，都无需将整个供电系统断电就可以直接将电源模块直接拔出进行维修。

例如，假设N＝2，即该多电源供电电路包括两个电源模块(即电源模块1和电源模块2，均支持热插拔)、两个接口模块(即接口模块1和接口模块2)、两个开关模块(即开关模块1和开关模块2)、一个电源检测模块和一个电源控制模块，电源模块1通过接口模块1与开关模块1连接，相应形成第1条供电通路，电源模块2通过接口模块2与开关模块2连接，相应形成第2条供电通路；当电源检测模块检测到电源模块1和电源模块2都在位且正常工作时，电源控制模块可以通过控制开关模块1导通，并控制开关模块2关断，选通第1条供电通路，由导通的开关模块1所对应连接的电源模块1向受电设备提供电源，或者，可以通过控制开关模块2导通，并控制开关模块1关断，选通第2条供电通路，由导通的开关模块2所对应连接的电源模块2向受电设备提供电源；当电源检测模块检测到电源模块1在位但未上电，或者电源模块1的输出电压异常，或者电源模块1被拔出时，电源控制模块可以通过控制开关模块2导通，并控制开关模块1关断，选通第2条供电通路，由导通的开关模块2所对应连接的电源模块2向受电设备提供电源；其中，电源模块1出现异常时，由于电源模块1内部含有热插拔控制单元，电源模块1可以带电进行插拔操作，无需断电即可拔出电源模块1进行维修，此时电源模块2正常向受电设备提供电源；当电源检测模块检测到电源模块1的异常恢复且正常上电，或者电源模块1被重新插入且正常上电时，电源控制模块可以通过控制开关模块1导通，并控制开关模块2关断，重新选通第1条供电通路，由导通的开关模块1所对应连接的电源模块1向受电设备提供电源。

需要说明的是，N个电源模块可以是相同的电源模块，也可以是不相同的电源模块，例如，每一个电源模块均可以使用AC-DC模块，也可以使用DC-DC模块，可以根据实际需求进行选择，本实用新型实施例不作具体限定。

本实用新型实施例所提供的一种支持热插拔的多电源供电电路，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块，至少一个电源模块包括电源单元和热插拔控制单元；每一个电源模块均通过一个对应的接口模块与一个对应的开关模块连接，电源检测模块的输入端与N个接口模块连接，电源检测模块的输出端与电源控制模块的输入端连接，电源控制模块的输出端与N个开关模块连接，N个开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端；该多电源供电电路所配置的电源模块中至少有一个电源模块支持热插拔，从而在一定程度上满足设备不间断工作的要求。

参见图2所示，是本实用新型提供的一种热插拔控制单元的一个优选实施例的结构示意图，所述热插拔控制单元包括热插拔控制芯片和第一开关管；

所述热插拔控制芯片的输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述热插拔控制单元的输出端连接。

具体的，结合上述实施例，热插拔控制单元由热插拔控制芯片和第一开关管组成，热插拔控制芯片通过控制第一开关管的缓慢开通和关断来控制热插拔时，电源单元的上电和下电过程，从而能够避免电源模块在热插拔过程中存在较大的冲击电流和电压。

作为上述方案的改进，所述热插拔控制芯片为DSP芯片。

可以理解的，结合上述实施例，热插拔控制芯片可以是DSP芯片，例如采用TI的TPS24720芯片，也可以是其他芯片，本实用新型实施例不作具体限定。

作为上述方案的改进，所述第一开关管为三极管或MOS管。

可以理解的，结合上述实施例，第一开关管可以是三极管(例如PNP型三极管和NPN型三极管)，也可以是MOS管(例如P沟道MOS管和图2所示的N沟道MOS管)，或者其他类型的开关器件，本实用新型实施例不作具体限定。

参见图3所示，是本实用新型提供的一种支持热插拔的多电源供电电路的另一个优选实施例的结构示意图，在另一个优选实施例中，所述电源控制模块包括优先级控制单元和开关控制单元；

所述优先级控制单元的输入端与所述电源控制模块的输入端连接，所述优先级控制单元的输出端与所述开关控制单元的输入端连接，所述开关控制单元的输出端与所述电源控制模块的输出端连接。

具体的，结合上述实施例，电源控制模块由优先级控制单元和开关控制单元组成，其中，优先级控制单元用于控制N个电源模块的供电优先级，开关控制单元用于根据接收到的N个电源模块的工作状态信息以及N个电源模块的供电优先级生成相应的开关控制信号，以控制N个开关模块的导通或关断。

优选地，当N个电源模块中既有支持热插拔的电源模块，又有不支持热插拔的电源模块时，可以设置支持热插拔的电源模块的优先级高于不支持热插拔的电源模块，以优先使用支持热插拔的电源模块进行供电。

需要说明的是，电源模块的供电优先级可以由对应的接口模块来决定，可以根据实际需求设置N个接口模块的优先级，例如，该多电源供电电路包括两个电源模块(即电源模块1和电源模块2)和两个接口模块(即接口模块1和接口模块2)，可以设置接口模块1的优先级高于接口模块2的优先级，即对应的电源模块1的供电优先级高于电源模块2的供电优先级。

可以理解的，开关控制单元可以是1个，即由一个开关控制单元整体控制N个开关模块的导通或关断，也可以是N个，即由每一个开关控制单元对应控制一个开关模块的导通或关断；另外，开关控制单元非必须，也可以直接由优先级控制单元来对应控制开关模块的导通或关断。

作为上述方案的改进，所述优先级控制单元包括优先级控制芯片；所述优先级控制芯片为单片机或DSP芯片。

具体的，结合上述实施例，优先级控制单元可以采用优先级控制芯片进行实现，可以采用常用的优先级控制电路进行实现，也可以采用其他处理器进行实现；优先级控制芯片可以是单片机或DSP芯片，也可以是其他芯片；本实用新型实施例不作具体限定。

作为上述方案的改进，所述开关控制单元包括开关控制芯片；所述开关控制芯片为DSP芯片。

具体的，结合上述实施例，开关控制单元可以采用开关控制芯片进行实现，也可以采用其他常用的开关控制电路进行实现；开关控制芯片可以是DSP芯片，例如采用TI的TPS2410芯片，也可以是其他芯片；本实用新型实施例不作具体限定。

在又一个优选实施例中，每一个所述开关模块均包括第二开关管；

所述第二开关管的输入端与对应的所述开关模块的输入端连接，所述第二开关管的输出端与对应的所述开关模块的输出端连接，所述第二开关管的控制端与对应的所述开关模块的控制端连接。

具体的，结合上述实施例，每一个开关模块均由一个第二开关管组成，根据接收到的开关控制信号即可执行相应的导通或关断动作，从而选通或断开对应的供电通路。

作为上述方案的改进，所述第二开关管为三极管或MOS管。

可以理解的，结合上述实施例，第二开关管可以是三极管(例如PNP型三极管和NPN型三极管)，也可以是MOS管(例如N沟道MOS管和P沟道MOS管)，或者其他类型的开关器件，本实用新型实施例不作具体限定。

作为上述方案的改进，所述接口模块为金手指接口。

需要说明的是，接口模块可以是金手指接口，也可以是常用的排插座等形式，本实用新型实施例不作具体限定。

综上，本实用新型实施例所提供的一种支持热插拔的多电源供电电路，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块，；该多电源供电电路可以通过电源模块向受电设备提供电源，当任意一个电源模块异常时，可以选择其他正常的电源模块继续向受电设备提供电源，电路简单，成本较低，并且至少一个电源模块包括电源单元和热插拔控制单元，使得电源模块支持热插拔，支持热插拔的电源模块异常时能够直接拔出进行维修，无需将整个供电系统断电，从而在一定程度上满足了设备不间断工作的要求，另外，电源模块可以是AC-DC模块，也可以是DC-DC模块，可以适应不同的供电应用环境，相应增加了供电灵活性。

另外，需要说明的是，本实用新型实施例中所使用的电源检测模块获取电源模块的工作状态信息的检测方法、电源控制模块对开关模块的导通或关断的控制方法等，均可以采用现有技术中常用的技术方案进行实现，本实用新型实施例不作具体限定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，包括N个电源模块、N个接口模块、N个开关模块、电源检测模块和电源控制模块；

第i个所述电源模块的输出端与第i个所述接口模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第一输出端与第i个所述开关模块的输入端连接，第i个所述接口模块的第二输出端与所述电源检测模块的输入端连接；所述电源检测模块的输出端与所述电源控制模块的输入端连接；所述电源控制模块的输出端分别与N个所述开关模块的控制端连接；N个所述开关模块的输出端用于连接受电设备的电源输入端；其中，i＝1，2，…，N；N≥2；

至少一个所述电源模块包括电源单元和热插拔控制单元；所述电源单元的输出端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述热插拔控制单元的输出端与对应的所述电源模块的输出端连接。

2.如权利要求1所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述热插拔控制单元包括热插拔控制芯片和第一开关管；

所述热插拔控制芯片的输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述热插拔控制单元的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述热插拔控制单元的输出端连接。

3.如权利要求2所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述热插拔控制芯片为DSP芯片。

4.如权利要求2所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述第一开关管为三极管或MOS管。

5.如权利要求1所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述电源控制模块包括优先级控制单元和开关控制单元；

所述优先级控制单元的输入端与所述电源控制模块的输入端连接，所述优先级控制单元的输出端与所述开关控制单元的输入端连接，所述开关控制单元的输出端与所述电源控制模块的输出端连接。

6.如权利要求5所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述优先级控制单元包括优先级控制芯片；所述优先级控制芯片为单片机或DSP芯片。

7.如权利要求5所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述开关控制单元包括开关控制芯片；所述开关控制芯片为DSP芯片。

8.如权利要求1所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，每一个所述开关模块均包括第二开关管；

所述第二开关管的输入端与对应的所述开关模块的输入端连接，所述第二开关管的输出端与对应的所述开关模块的输出端连接，所述第二开关管的控制端与对应的所述开关模块的控制端连接。

9.如权利要求8所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述第二开关管为三极管或MOS管。

10.如权利要求1～9任一项所述的支持热插拔的多电源供电电路，其特征在于，所述接口模块为金手指接口。

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