一种冗余电源电路、电路板、电源和设备的制作方法

本发明实施例涉及电源技术，尤其涉及一种冗余电源电路、电路板、电源和设备。

背景技术：

冗余电源是用于服务器中的一种电源，是由两个完全一样的电源组成，由芯片控制电源进行负载均衡，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作。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。

现有的，可以使用交流转直流(ac-dc)的冗余电源线路，如分布式前端电源(commonredundantpowersupplies，crps)，对同一主板(motherboard,mainboard，mobo)进行冗余供电。但是由于crps的线路复杂，增加了整体线路全冗余的成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种冗余电源电路、电路板、电源和设备，以实现提升冗余电源的效率水平，降低系统成本，以提升性价比。

为达到上述目的，本发明提供了一种冗余电源电路，该冗余电源电路包括：直流转换模块和至少两个整流模块；

其中，每个所述整流模块均设置有交流输入端和第一直流输出端；

所述直流转换模块设置有直流输入端和第二直流输出端；

所述交流输入端用于接入交流电，所述整流模块用于将所述交流电经过整流之后，从所述第一直流输出端输出直流电；

每个所述整流模块的所述第一直流输出端均与所述直流输入端连接，以为所述直流转换模块提供至少两路的直流电；

所述第二直流输出端用于连接设备，以为所述设备提供经所述直流转换模块转换之后的直流电。

进一步的，每个所述整流模块均分别设置有整流桥、升压转换电路；

其中，所述整流桥的输入端连接所述交流输入端，所述整流桥的输出端连接所述升压转换电路的输入端；所述升压转换电路的输出端连接所述直流转换模块的所述直流输入端。

进一步的，每个所述整流模块还设置有控制电路；

所述控制电路设置有反馈端和控制信号输出端；所述反馈端连接于所述整流桥与所述升压转换电路的连接处，用于输入所述升压转换电路的反馈信号；

所述控制电路用于根据所述反馈信号从所述控制信号输出端输出脉宽调制信号；

所述升压转换电路还设置有控制信号输入端，所述控制信号输入端连接所述控制信号输出端，以从所述控制信号输出端输入所述脉宽调制信号。

进一步的，所述控制电路包括：设置有乘法器、第一电阻、加法器、补偿器和脉宽调制电路；

所述乘法器连接所述反馈端，从所述反馈端输入第一电压反馈信号；

所述乘法器的输入端还用于接入电压控制信号，以对所述电压控制信号和所述第一电压反馈信号执行乘法操作，以将所述乘法操作得到的参考电压从所述乘法器的输出端输出；

所述第一电阻的第一端连接所述反馈端，用于将所述反馈端输入的电流反馈信号转换为第二电压反馈信号后，从所述第一电阻的第二端输出；

所述加法器的输入端分别与所述乘法器的输出端和所述第一电阻的第二端连接，用于对所述参考电压和所述第二电压反馈信号执行加法操作，以将所述加法操作得到的误差电压从所述加法器的输出端输出；

所述补偿器连接于所述加法器和所述脉宽调制电路之间，用于将所述误差电压经过补偿操作之后，传输至所述脉宽调制电路；

所述脉宽调制电路与所述控制信号输出端连接，用于将根据所述误差电压生成的脉宽调制信号传输至所述控制信号输出端。

进一步的，所述直流转换模块设置有半桥直流变换电路；

所述半桥直流变换电路的输入端连接所述直流输入端；所述半桥直流电路的输出端连接所述第二直流输出端；

所述半桥直流变换电路，用于将从直流输入端输入的直流电降压之后从所述第二直流输出端输出。

进一步的，所述直流转换模块还设置有反馈电路和驱动电路；

所述反馈电路的输入端与所述半桥直流变换电路的输出端连接，所述反馈电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，以将所述半桥直流变换电路的输出电压作为反馈电压，经所述反馈电路传输至所述驱动电路；

所述驱动电路用于根据所述反馈电压生成驱动信号；

所述半桥直流变换电路还设置有驱动输入端，与所述驱动电路的输出端连接，以从所述驱动电路的输出端输入所述驱动信号。

进一步的，所述驱动电路包括驱动器和压控振荡器；

所述压控振荡器的第一端与所述驱动电路的输入端连接，所述压控振荡器的第二端与所述驱动器的第一端连接；

所述驱动器的第二端与所述驱动输入端连接。

进一步的，所述反馈电路包括放大电路和分压电路；

所述分压电路的第一端连接所述反馈电路的输入端；所述分压电路的第二端接地，所述分压电路还设置有分压端；所述分压电路用于将从所述反馈电路的输入端输入的电压分压后，从所述分压端输出分压电压；

所述放大电路的输入端连接所述分压端，从所述分压端输入分压电压；

所述放大电路的输出端连接所述反馈电路的输出端。

本发明实施例还提供了一种电路板，该电路板包括如第一方面提供的任一所述的冗余电源电路。

本发明实施例还提供了一种电源，该电源包括如第二方面提供的电路板。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如第三方面所述的电源，所述电源用于为所述设备提供直流电。

本发明通过设置冗余电源电路包括：直流转换模块和至少两个整流模块；其中，每个所述整流模块均设置有交流输入端和第一直流输出端；所述直流转换模块设置有直流输入端和第二直流输出端；所述交流输入端用于接入交流电，所述整流模块用于将所述交流电经过整流之后，从所述第一直流输出端输出直流电；每个所述整流模块的所述第一直流输出端均与所述直流输入端连接，以为所述直流转换模块提供至少两路的直流电；所述第二直流输出端用于连接设备，以为所述设备提供经所述直流转换模块转换之后的直流电，解决因crps的线路复杂所导致的整体线路全冗余成本增加的问题，实现提升冗余电源的效率水平，降低系统成本，以提升性价比的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种冗余电源电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种整流模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种直流转换模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种冗余电源电路的结构示意图。本实施例适用于为需要不间断供电的设备提供冗余电源的情况，以保证设备的高可用性，示例性的，该设备可以是服务器或者是磁盘阵列。具体的，该冗余电源电路可以集成于设备中，或者设备的外接装置中，为设备提供至少两路电源。

参照图1，该冗余电源电路包括：直流转换模块100和至少两个整流模块200；

其中，整流模块200用于将接入冗余电源的交流电(alternatingcurrent，ac)经过整流处理之后输出直流电(directcurrent，dc)；直流转换模块100用于将整流模块200输出的直流电，转换为预置电压的直流电，可以是降压的操作。

示例性的，整流模块200可以均流，能够为直流转换模块100提供200～400vdc的总线电压，支持热插拔。直流转换模块100可以采用整体封装模式，采用宽方位输入设计，可以支持200～400vdc总线输入，输出可以选择12vdc(或者48vdc)。

进一步的，整流模块200为至少两个，实现冗余电源，可以支持1+1(到n+1)。

具体的，每个整流模块200均设置有交流输入端201和第一直流输出端202；直流转换模块100设置有直流输入端101和第二直流输出端102；

在冗余电源电路工作时，可以在交流输入端201接入交流电，此时，整流模块200可以用于将交流电经过整流之后，从第一直流输出端202输出直流电；

参照图1，每个整流模块200的第一直流输出端202均可以与直流输入端101连接，以为直流转换模块100提供至少两路的直流电，即可以实现冗余供电；

第二直流输出端102用于连接设备，以为设备提供经直流转换模块100转换之后的直流电。

需要注意的是，由于冗余电源电路中设置有至少两路整流模块200，可以进行负载均衡，当一路整流模块200出现故障时，另一路整流模块200马上可以接管其工作；进一步的，在更换整流模块200后，又是两路整流模块200协同工作，保证设置有或连接有该冗余电源电路的设备的高可用性。当存在两路整流模块200时，即该冗余电源电路可以支持1+1冗余供电；当存在n+1路整流模块200时，即该冗余电源电路可以支持n+1冗余供电。

本实施例的技术方案，通过设置冗余电源电路包括：直流转换模块100和至少两个整流模块200；其中，每个所述整流模块200均设置有交流输入端201和第一直流输出端202；所述直流转换模块100设置有直流输入端101和第二直流输出端102；所述交流输入端201用于接入交流电，所述整流模块200用于将所述交流电经过整流之后，从所述第一直流输出端202输出直流电；每个所述整流模块200的所述第一直流输出端202均与所述直流输入端101连接，以为所述直流转换模块100提供至少两路的直流电；所述第二直流输出端102用于连接设备，以为所述设备提供经所述直流转换模块100转换之后的直流电，相比于crps对整体线路进行全冗余的设置，本技术方案对电源模块的功能段进行切分为整流模块200和直流转换模块100，仅利用整流模块200这一整流段实现了系统冗余，解决因crps的线路复杂所导致的整体线路全冗余成本增加的问题，而且实现提升冗余电源的效率水平，降低系统成本，以提升性价比的技术效果。

在上述技术方案的基础上，图2是本发明实施例提供的一种整流模块200的结构示意图，参照图2，每个整流模块200均分别设置有整流桥210、升压转换电路220；

其中，整流桥210的输入端连接交流输入端201，整流桥210的输出端连接升压转换电路220的输入端；升压转换电路220的输出端通过第一直流输出端202连接直流转换模块100的直流输入端101。

进一步的，参照图2，每个整流模块200还设置有控制电路230；

控制电路230设置有反馈端和控制信号输出端；反馈端连接于整流桥210与升压转换电路220的连接处，用于输入升压转换电路220的反馈信号，如图2中的ig(t)和vg(t)；

控制电路230用于根据反馈信号从控制信号输出端输出脉宽调制信号；

升压转换电路220还设置有控制信号输入端，控制信号输入端连接控制信号输出端，以从控制信号输出端输入脉宽调制信号，如用于控制升压转换电路220中场效应管q1的导通状态。

进一步的，参照图2，控制电路230包括：设置有乘法器x、第一电阻rs、加法器、补偿器gc(s)和脉宽调制电路pwm；

乘法器x连接反馈端，从反馈端输入第一电压反馈信号vg(t)；

乘法器x的输入端还用于接入电压控制信号vcontorl(t)，以对电压控制信号vcontorl(t)和第一电压反馈信号vg(t)执行乘法操作，以将乘法操作得到的参考电压vref(t)从乘法器x的输出端输出；

第一电阻rs的第一端连接反馈端，用于将反馈端输入的电流反馈信号ig(t)转换为第二电压反馈信号va(t)后，从第一电阻rs的第二端输出；

加法器的输入端分别与乘法器x的输出端和第一电阻rs的第二端连接，用于对参考电压vref(t)和第二电压反馈信号va(t)执行加法操作，以将加法操作得到的误差电压verr(t)从加法器的输出端输出；

补偿器gc(s)连接于加法器和脉宽调制电路pwm之间，用于将误差电压verr(t)经过补偿操作之后，传输至脉宽调制电路pwm；

脉宽调制电路pwm与控制信号输出端连接，用于将根据误差电压生成的脉宽调制信号传输至控制信号输出端(如升压转换电路220中场效应管q1的栅极)。

在上述技术方案的基础上，图3是本发明实施例提供的一种直流转换模块100的结构示意图，参照图3，直流转换模块100设置有半桥直流变换电路110。

其中，半桥直流变换电路110的输入端连接直流输入端101；半桥直流电路的输出端连接第二直流输出端102；

半桥直流变换电路110，用于将从直流输入端101输入的直流电降压之后从第二直流输出端102输出。

进一步的，直流转换模块100还设置有反馈电路120和驱动电路130；

反馈电路120的输入端与半桥直流变换电路110的输出端连接，反馈电路120的输出端与驱动电路130的输入端连接，以将半桥直流变换电路110的输出电压vo经反馈电路120传输至驱动电路130，得到反馈电压为vc；

驱动电路130用于根据反馈电压vc生成驱动信号；

半桥直流变换电路110还设置有驱动输入端，与驱动电路130的输出端连接，以从驱动电路130的输出端输入驱动信号。

进一步的，驱动电路130包括驱动器driver和压控振荡器vco；

压控振荡器vco的第一端与驱动电路130的输入端连接，压控振荡器vco的第二端与驱动器driver的第一端连接；

驱动器driver的第二端与驱动输入端连接。

进一步的，反馈电路120包括放大电路和分压电路；

分压电路的第一端连接反馈电路120的输入端；分压电路的第二端接地，分压电路还设置有分压端；分压电路用于将从反馈电路120的输入端输入的电压分压后，从分压端输出分压电压；

放大电路的输入端连接分压端，从分压端输入分压电压；

放大电路的输出端连接反馈电路120的输出端。

本发明实施例还提供了一种电路板，该电路板包括上述实施例提供的任一冗余电源电路。进一步的该电路板可以是印刷电路板，或者是柔性电路板。

本发明实施例还提供了一种电源，该电源上述实施例提供的电路板。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例提供的电源，电源用于为设备提供直流电。电源设置有至少两路整流模块200，由芯片控制电源进行负载均衡，当一路整流模块200出现故障时，另一路整流模块200马上可以接管其工作，在更换整流模块200后，又是两路整流模块200协同工作。

上述产品可集成本发明任意实施例所提供的冗余电源电路，具备集成该冗余电源电路相应的功能和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。