一种高效率的多路电源嵌套与冗余供电电路的制作方法

文档序号:14574234发布日期:2018-06-02 00:54阅读:232来源:国知局

本发明属于电源电路设计技术领域,尤其是涉及一种高效率的多路电源嵌套与冗余供电电路。



背景技术:

在所有的智能设备、工业控制、测试技术等技术领域,都离不开电源的设计。电源是所有电子产品的核心,电源故障、电源供电不良都直接影响着产品的功能与性能。在进行产品故障模式、影响及危害性分析(FMECA)分析时,电源故障往往属于又单点故障(引起产品的故障且没有冗余或替代的工作程序作为补救的局部故障)。可以说,电源是产品核心中的核心,而电源故障又是产品的致命因素。

传统的电源供电设计往往具有单路、单级、独立的供电特点,电源模块承受的电压应力高、一路故障系统瘫痪的局面,可靠性低,难以满足高可靠性需求。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种高效率的多路电源嵌套与冗余供电电路,以实现供电电源的高可靠性。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种高效率的多路电源嵌套与冗余供电电路,包括:初级稳压电源模块U1/U2、二级稳压集成电路U3/U4、三级稳压集成电路U5/U6以及二极管D1/D2/D3/D4/D5;

横向看,所述外部电源输入与初级稳压电源模块U1/U2的输入端相连;U1/U2的输出端分别与二级稳压集成电路U3/U4的输入端相连;U3/U4的输出端分别与三级稳压集成电路U5/U6的输入端相连。

纵向看,所述初级稳压电源模块U1的输出端通过二极管D1与二级稳压集成电路U4的输入端相连;初级稳压电源模块U2的输出端通过二极管D2与二级稳压集成电路U3的输入端相连;二级稳压集成电路U3的输出端通过二极管D3与三级稳压集成电路U6的输入端相连;二级稳压集成电路U4的输出端通过二极管D4与三级稳压集成电路U5的输入端相连;三级稳压集成电路U5的输出端通过二极管D5与三级稳压集成电路U6的输出端相连。

相对于现有技术,本发明具有以下优势:

(1)采用冗余设计模式,既能保证每个器件的输入源信号冗余,又能实现每个器件的输出负载冗余;

(2)采用逐级电压降低的串联端接方式,能够提高电源的工作效率,避免单级稳压电路由于输入输出电压差大而造成的浪费;

(3)使用较少的元器件实现多路的输出供电电源;

(4)因采用了冗余设计技术,电源供电可靠性大大提高,特别适用于安全要求高的系统或设备;

(5)成本低,串联短接(端接)方式仅使用两个价格昂贵的电源模块,更多的使用了成本较低的稳压集成电路;

(6)电源芯片承受的电压应力降低,其工作安全系数高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例的一种高效率的多路电源嵌套与冗余供电电路,如图1所示,包括两路多级稳压输出结构,每路所述多级稳压输出结构由3个输出电压递减的稳压集成电路串联构成;具体为初级稳压电源模块U1/U2、二级稳压集成电路U3/U4、三级稳压集成电路U5/U6;

本方案中,共产生6路系统电源输出,其中:2路12V电源为冗余设计;2路5V电源为冗余设计;1路2.6V电源为冗余设计;1路3.3V电源不冗余设计。

外部电源输入与初级稳压电源模块U1/U2的输入端相连;初级稳压电源模块U1/U2的输出端分别与二级稳压集成电路U3/U4的输入端相连;二级稳压集成电路U3/U4的输出端分别与三级稳压集成电路U5/U6的输入端相连。

所述初级稳压电源模块U1的输出端通过二极管D1与二级稳压集成电路U4的输入端相连;初级稳压电源模块U2的输出端通过二极管D2与二级稳压集成电路U3的输入端相连;二级稳压集成电路U3的输出端通过二极管D3与三级稳压集成电路U6的输入端相连;二级稳压集成电路U4的输出端通过二极管D4与三级稳压集成电路U5的输入端相连;三级稳压集成电路U5的输出端通过二极管D5与三级稳压集成电路U6的输出端相连。

所述初级稳压电源模块U1/U2选用输出电压为12V的宽供电范围的稳压电源模块,用于产生12V的系统电源。

所述二级稳压集成电路U3/U4选用输出电压为5V的低压差稳压集成电路,用于产生5V的系统电源。

所述三级稳压集成电路U5选用输出电压为3.3V的低压差稳压集成电路,用于产生3.3V的系统电源。

所述三级稳压集成电路U6选用输出电压为2.6V的低压差稳压集成电路,用于产生2.6V的系统电源。

所述二极管D1/D2选用低电压降的肖特基二极管,用于产生主、辅交叉冗余的12V电源通道。

所述二极管D3/D4选用低电压降的肖特基二极管,用于产生主、辅交叉冗余的5V电源通道。

所述二极管D5选用快恢复整流二极管,用于产生主、辅交叉冗余的2.6V电源通道。

本发明通过对电源电路模型与结构的合理布局与设计,通过横向逐级串联的设计模式,实现了电源应力集中的分散性功能,提高了电源供电技术的工作效率;通过纵向冗余的设计模式,实现了电源供电技术的双保险功能,保证了电源供电的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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