一种冗余电源的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种冗余电源。
【背景技术】
[0002]冗余电源是用于服务器中的一种电源，是由多个完全一样的电源模块组成，由芯片控制电源模块进行负载均衡，当一个电源模块出现故障时，另一个电源模块马上可以接管其工作，在更换电源模块后，又是多个电源模块协同工作。冗余电源是为了实现服务器系统的高可用性。除了服务器之外，磁盘阵列系统应用也非常广泛。
[0003]现有技术中的多电源模块冗余系统，一般均采用并联均流技术来实现，并联均流技术是指电源模块由多个相同单元组成，各单元并联在一起，由各单元同时向设备供电，这种方案在一个电源模块故障时不会影响负载供电，但负载短路时容易波及所有单元，而且其电路结构复杂，成本较高，且配对性要求很强，不同公司或者同一公司生产的不同型号的电源模块很难兼容。
[0004]现有技术中的另一种冗余电源设计方案是由两个或多个电源模块分别通过连接二极管阳极，以“或门”的方式并联输出至电源模块总线上，如图1所示。可以让一个电源模块单独工作，也可以让多个电源模块同时工作。当其中一个电源模块出现故障时，由于二极管的单向导通特性，不会影响电源模块总线的输出。但是，由于二极管的正向导通压降较大，在通过大电流时会产生相当大的热量，因此在实际的冗余电源系统中还需要加装散热片，而且其功耗和占用体积均较大。
[0005]目前的冗余电源设计方案中，也有采用大功率的PM0SFET管来代替传统电路中的二极管的，虽然其不需要加装散热片，驱动电路相对简单，但是由于PM0SFET管的导通电阻单位面积较大，导致该冗余电源的导通压降很难做的很低，进而使得该冗余电源功率损耗较大，加之产量的关系使得该冗余电源的成本较高。
[0006]综上，目前的冗余电源存在兼容性差、导通压降较大、功率损耗高、散热性能差以及成本较高等问题。
【发明内容】
[0007]本发明实施例的目的在于提供一种冗余电源，旨在解决现有技术中冗余电源的兼容性差、导通压降较大、功率损耗高、散热性能差以及成本较高的问题。
[0008]本发明实施例是这样实现的，一种冗余电源，包括多个电源模块以及与所述多个电源模块一一对应连接的多个冗余电路，所述多个冗余电路的共接端为所述冗余电源的电压输出端，其中，每个冗余电路包括DC-DC变换器控制模块和NMOS开关管；所述DC-DC变换器的电压输入端、所述控制模块的第一电压输入端、所述控制模块参考地端和所述NMOS开关管的源极同时接所述电源模块的正极，所述DC-DC变换器的电压输出端连接至所述控制模块的供电端，所述DC-DC变换器的参考电位连接至所述电源模块的负极，所述控制模块的电压输出端接所述NMOS开关管的栅极，所述控制模块的第二电压输入端与所述NMOS开关管的漏极共接为所述冗余电源的电压输出端；
[0009]其中，由所述DC-DC变换器从所述电源模块上获取第一供电电压，并对所述第一供电电压进行升压处理后输出第二供电电压；所述控制模块接收所述第二供电电压并进入工作状态，此时，所述控制模块通过比较所述电源模块输出的第一供电电压和所述冗余电源的输出电压的大小来控制所述NMOS开关管的导通与截止。
[0010]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述控制模块通过比较所述电源模块输出的第一供电电压和所述冗余电源的输出电压的大小来控制所述NMOS开关管的导通与截止具体包括:
[0011]当所述电源模块输出的第一供电电压大于或等于所述冗余电源的输出电压时，所述控制模块输出高电平，使所述NMOS开关管处于导通状态；
[0012]当所述电源模块输出的第一供电电压小于所述冗余电源的输出电压时，所述控制模块输出低电平，使所述NMOS开关管处于截止状态。
[0013]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述DC-DC变换器包括负压LDO集成控制器、电荷栗控制器、限流电阻、第五电容、第六电容、第一二极管以及第二二极管；
[0014]所述负压LDO集成控制器的接地端连接至所述电源模块的正极，所述负压LDO集成控制器的输入端通过所述限流电阻接地，所述负压LDO集成控制器的输出端连接至所述电荷栗控制器的接地端以及所述电荷栗控制器的输出端，所述电荷栗控制器的正极通过所述第五电容连接至所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极连接至所述电荷栗控制器的电源模块端，所述第二二极管的阴极通过所述第六电容连接至所述电荷栗控制器的接地端，所述第二二极管与所述第六电容的共接点为所述DC-DC转换器的电压输出端。
[0015]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述DC-DC变换器还包括分别用于对所述LDO集成控制器的输入端和输出端的电压进行滤波的第一滤波电路和第二滤波电路；
[0016]所述第一滤波电路包括第一电容和第二电容，所述第二滤波电路包括第三电容和第四电容；其中，所述第一电容和所述第二电容的第一端共接后连接至所述LDO集成控制器的接地端和所述电源模块的正极，所述第一电容和所述第二电容的第二端共接后连接至所述LDO集成控制器的输入端和所述限流电阻的共接点以及所述第三电容和所述第四电容的第一端，所述第三电容和所述第四电容的第二端共接后连接至所述LDO集成控制器的输出端。
[0017]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述DC-DC变换器采用电感式升压变换器。
[0018]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述DC-DC变换器采用CUK变换器。
[0019]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述DC-DC变换器采用带变压器式的隔离变换器。
[0020]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述控制模块采用高速运算放大器；所述高速运算放大器的供电端为所述控制模块的供电端，所述高速运算放大器的参考地端为所述控制模块的参考地端，所述高速运算放大器的正相输入端为所述控制模块的第一电压输入端，所述高速运算放大器的反相输入端为所述控制模块的第二电压输入端，所述高速运算放大器的输出端为所述控制模块的电压输出端。
[0021]在本发明实施例所述的冗余电源中，所述控制模块采用比较器；所述比较器的供电端为所述控制模块的供电端，所述比较器的参考地端为所述控制模块的参考地端，所述比较器的正相输入端为所述控制模块的第一电压输入端，所述比较器的反相输入端为所述控制模块的第二电压输入端，所述比较器的输出端为所述控制模块的电压输出端。
[0022]实施本发明实施例提供的一种冗余电源具有以下有益效果:
[0023]本发明实施例设计的冗余电路可以方便的搭建多种电源模块的冗余，实现冗余电源中多个电源模块之间的相互隔离；此外，本发明实施例中的冗余电路由于采用NMOS管作为控制开关，从而使得冗余电源具有较低的导通压降和功率损耗，提高了整个冗余电源的利用能效，而且不需要使用额外的散热片，降低了冗余电源的成本；由于采用DC-DC转换器和控制模块来产生NMOS开关管的驱动电压，从而大大降低了驱动成本。
【附图说明】
[0024]图1是现有技术中采用二极管隔离的冗余电源的电路图；
[0025]图2是本发明实施例提供的冗余电源的结构示意图；
[0026]图3是本发明实施例提供的冗余电源中冗余电路的结构示意图；
[0027]图4是本发明实施例提供的冗余电源中冗余电路的工作原理图；
[0028]图5是本发明实施例提供的冗余电源中冗余电路的伏安特性曲线示意图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明