一种冗余热备份工业以太网交换机电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种冗余热备份工业以太网交换机电源，具体地说是一种应用于工业通信设备中的冗余热备份电源电路。该电路的关键在于：至少包括AC/DC或DC/DC隔离电源模块、电压监测单元及切换开关组成结构简单、可靠性高的交换机电源方案。本实用新型的显著效果是：提供一种双输入冗余热备份的以太网交换机电源，提高以太网交换机的可靠性和可用性。
【专利说明】一种冗余热备份工业以太网交换机电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种交换机电源电路，具体涉及一种冗余热备份工业以太网交换机电源电路。
【背景技术】
[0002]随着以太网技术的飞速发展，尤其是以太网传输速率的提高和以太网交换技术的发展，使以太网全面应用于工业控制领域成为可能。以太网网络具有数据处理速度快、数据处理容量大、接入点多等优点，愈来愈广泛的应用于各种现场通信的场合中。伴随以太网交换机在工业现场应用的地位逐渐提高，对交换机的可靠稳定运行的要求越来越高，供电系统作为交换机稳定运行的核心单元，必须保证长期可靠稳定的运行。
[0003]针对以上问题，本文提出了一种交换机的电源设计方法，实现交换机的热备份冗余供电，保证交换机供电系统不间断运行。
【发明内容】
[0004]本实用新型公开了一种工业以太网交换机电源电路，具体地说是一种应用于工业以太网交换机设备中的冗余热备份电源电路。该电路的关键在于:至少包括AC/DC或DC/DC隔离电源模块、电压监测单元及切换开关电路组成结构简单、可靠性高的交换机电源方案。
[0005]本实用新型是按以下方式实现的，在工业通信网络中，从电网或通信专用供电系统到交换机的供电采用双冗余供电，保障交换机的不间断运行；交换机内置AC/DC或DC/DC隔离电源模块采用双交流或双直流输入，实现设备供电冗余；交换机内置双AC/DC或DC/DC隔离电源模块，实现电源模块直流输出冗余；交换机中内置电压监测单元电路，实时监测两路电源模块的输出电压，控制其中一路电源模块的直流输出接入交换机，另一路电源备份线路处于空载状态，当其中一路电源模块的直流输出异常时，另一路电源备份线路立即向交换机供电，实现设备电源热备份，具体设计步骤如下:
[0006]两路独立供电线路为交换机提供外接电源，分别接入到两个AC/DC或DC/DC隔离电源模块的输入，上述两路电源模块的输出通过由单向导通器件组成的切换开关连接到交换机内部电源，电压监测电路实时监测上述两路电源模块的输出电压，控制上述切换开关的导通和截止；
[0007]正常工作时,预设其中一个隔离电源模块的输出作为主输入为交换机供电，另一个隔离电源模块的输出作为备份输入处于热备份状态，如果上述主输入线路出现异常，交换机的电源切换到备份输入上，由备份输入为交换机供电，如果主输入恢复正常，交换机的电源自动切换回主输入上，由主输入为交换机供电，同样,如果更换预设的主输入，两路之间也能实现上述的热备份功能，通过两路互备份实现冗余设计，保证通信交换机的可靠运行和灵活应用。
[0008]本实用新型的突出优点是，电路结构简单，电源效率高，成本低廉，实用性强。【专利附图】
【附图说明】
[0009]下图结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0010]图1是本实用新型的原理框图；
[0011]图2为图1中切换开关的原理框图；
【具体实施方式】
[0012]参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
[0013]隔离电源模块I (I)、隔离电源模块II (2)采用双交流或双直流输入，实现设备供电冗余；交换机内置双隔离电源模块，实现电源模块直流输出冗余；交换机中内置线路电压监测单元电路(4)，实时监测两路电源模块的输出电压，控制其中一路电源模块的直流输出接入交换机，另一路电源备份线路处于空载状态，当其中一路电源模块的直流输出异常时，另一路电源备份线路立即向交换机供电，实现设备电源热备份。
[0014]两路独立供电线路I和2为交换机提供外接电源，隔离电源模块I (I)接供电线路A，隔离电源模块II (2)接供电线路B，上述两路电源模块的输出通过由单向导通器件组成的切换开关(4)连接到交换机内部电源，电压监测电路(3)实时监测上述电源模块的输出电压，控制上述切换开关的导通和截止。
[0015]正常工作时，预设隔离电源模块I (I)的输出+12V_A作为主输入为交换机供电，隔离电源模块II (2)的输出+12V_B作为备份输入处于热备份状态，如果隔离电源模块I(O的输出电压+12V_A出现异常，交换机的电源切换到备份输入+12V_B上，由备份输入为交换机供电，如果主输入恢复正常，交换机的电源自动切换回主输入+12V_A上，由主输入为交换机供电，同样，预设隔离电源模块Π(2)的输出+12V_B作为主输入为交换机供电,隔离电源模块I (I)的输出+12V_A作为备份输入处于热备份状态，如果隔离电源模块II (2)的输出电压+12V_B出现异常，交换机的电源自动切换到备份输入+12V_A上，由备份输入为交换机供电，如果主输入+12V_B恢复正常，交换机的电源自动切换回主输入上，由主输入为交换机供电，两路互为备份，实现冗余设计，保证通信交换机的可靠运行和灵活应用。
[0016]在图2中，切换开关采用2个大功率的PMOS管背靠背反向连接来实现，PMOS管Q1、Q3实现上述主、备输入的接入，PMOS管Q2、Q4的作用是防止输出电源+12V倒流回输入+12V_A和+12V_B，传统上一般采用二极管来防止负载倒灌到输入，但二极管的正向压降较大，会降低电源效率，而MOS管的导通内阻可以到几πιΩ，大大降低了压降损耗。在大功率应用中，不仅实现了效率更高的解决方案，而且由于效率提高，无需额外加装散热器，所以节省了大量的电路板面积，也减少了设备的散热源。
[0017]实施本实用新型方案，当一路供电电源出现故障时不会影响另一路供电电源的正常使用，提高了系统电源可靠性，保障了工业以太网交换机长期稳定可靠的运行。
【权利要求】
1.一种冗余热备份工业以太网交换机电源，其特征在于:包括隔离电源模块I (I)、隔离电源模块II (2)、电压监测单元(3)、切换开关(4)，所述两个隔离电源模块的输出通过所述切换开关连接到交换机的内置电源，其中:所述隔离电源模块I (I)的输入接外部供电线路A，输出接切换开关(4)组成第一路供电电源(5)，所述隔离电源模块II (2)的输入接外部供电线路B，输出接切换开关(4)组成第二路供电电源(6)，所述第一路供电电源(5)与第二路供电电源(6)工作在冗余热备份的主备模式。
2.根据权利要求1所述的交换机电源，其特征在于，所述第一路供电电源(5)与第二路供电电源(6)工作在主备模式时,所述第一路供电电源(5)与第二路供电电源(6)其中一路为交换机供电，其中另一路处于热备份状态，两路供电电源组成交换机的冗余电源。
3.根据权利要求1所述的交换机电源，其特征在于隔离电源模块I(I)、隔离电源模块II(2)的输出的电压相同并且为直流12V。
4.根据权利要求1所述的交换机电源，其特征在于所述电压监测单元监测隔离电源模块的输出电压。
5.根据权利要求1所述的交换机电源，其特征在于所述切换开关(4)采用大功率、低导通电阻的PMOS管Ql、Q3作为开关。
6.根据权利要求1所述的交换机电源，其特征还在于所述切换开关(4)中采用大功率、低导通电阻的PMOS管Q2、Q4代替传统的二极管实现单向导通功能。
【文档编号】H02J9/06GK203589831SQ201320679715
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】周厚明, 吴耀文 申请人:武汉迈威光电技术有限公司