具有EMC防护的冗余电源系统及拟态交换机的制作方法

本发明涉及冗余电源系统设计，具体地，涉及一种具有emc防护的冗余电源系统及拟态交换机，尤其是一种应用于拟态交换机的具有emc防护的冗余电源系统。

背景技术：

1、现有的拟态交换机对其前端电源提出两种需求：第一，电源要满足工业交换机emc防护等级要求；第二，电源要有双路冗余设计，当其中一路电源出现异常时，另一路电源能正常供电，以保证交换机的正常运行。

2、emc电磁兼容性，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，emc包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。

3、冗余电源是指在系统中存在多路电源同时为系统供电，当其中一路电源发生故障时，其他电源仍正常工作，以保证控制系统的供电不受故障电源的影响。

4、申请(专利)号为202110728651.2的专利文献公开了一种冗余电源的并联电路，该电路包括：多个电源板和电源轨，多个电源板之间并联；其中，每个电源板包括电源模块、pmos管组件和控制芯片；pmos管组件包括两个pmos管，两个pmos管之间反向串联；电源模块与pmos管组件之间串联，pmos管组件接入电源轨；控制芯片的vin引脚与电源模块的输出端连接；控制芯片的sense引脚与pmos管组件的输出端连接；控制芯片的gate引脚与两个pmos管的栅极连接；控制芯片用于在sense引脚上的电压减去vin引脚上的电压的差值大于第一预设值的情况下，控制gate引脚拉高，以使两个pmos管关断。该专利文献和本发明都是涉及冗余电源的设计，但是该文献冗余电源采用两个pmos管反向串联，外部mcu控制电源芯片，而本技术的冗余电源用单个nmos管，无输出无控制，用pcb板散热，12v电压直接输出，除此之外，该专利文献的冗余电源无emc防护，而本技术的冗余电源具有多种emc防护。

5、申请(专利)号为cn202011026680.6的专利文献公开了一种交换机冗余电源接口浪涌保护电路,包括：浪涌差模保护电路和浪涌共模保护电路,其中,浪涌差模保护电路的第一端与电源输入电路的火线相连,第二端与电源输入电路的零线相连；浪涌共模保护电路的第一端与浪涌差模保护电路的第一端相连,其中,浪涌共模保护电路包括压敏电阻、第一放电管和第二放电管,其中,第一放电管的第一端与压敏电阻相连,第二端与电源输入电路的零线相连；第二放电管的第一端与第一放电管的第二端相连,第二放电管的第二端与保护地相连。该专利文献和本技术都是涉及交换机冗余电源，但是该文献介绍冗余电源接口的一种emc保护电路，也就是浪涌保护电路，浪涌保护电路与本技术也完全不同，本技术具有多种emc保护电路，包括静电放电(esd)、电快速瞬变脉冲群(eft)和浪涌(组合波)(surge)，除此之外，该专利文献没有冗余电源电路的详细设计，而本发明主要包括冗余电路的详细设计。

6、公开号为cn115027269a的专利文献公开了一种冗余电源系统、冗余电源控制方法及车辆，上述冗余电源系统包括主电源、辅助电源、控制单元、检测单元、第一开关单元和第二开关单元，主电源通过第一开关单元与制动系统电连接，辅助电源通过第二开关单元与制动系统电连接，检测单元连接在主电源与第一开关单元之间，第一开关单元、第二开关单元和检测单元均与控制单元电连接，检测单元采集主电源的供电回路中的电信号，控制单元根据电信号判断主电源的供电回路是否发生故障，当主电源的供电回路发生故障时，控制单元控制第一开关单元断开，同时控制第二开关单元闭合，使辅助电源能够为制动系统供电。但是该专利文献仅涉及双路冗余设计，不涉及emc防护，且与本技术的技术方案完全不同。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有emc防护的冗余电源系统及拟态交换机。

2、根据本发明提供的一种具有emc防护的冗余电源系统，包括：第一emc防护电路、第二emc防护电路、第一冗余电源模块以及第二冗余电源模块；

3、所述第一emc防护电路和所述第二emc防护电路均包括依次连接的保险丝、tvs、滤波器以及带隔离dc/dc变换器；

4、所述第一emc防护电路的带隔离dc/dc变换器的输出端连接所述第一冗余电源模块的输入端，所述第一冗余电源模块的输出端连接负载；

5、所述第二emc防护电路的带隔离dc/dc变换器的输出端连接所述第二冗余电源模块的输入端，所述第二冗余电源模块的输出端连接负载。

6、优选的，所述第一冗余电源模块上连接有第一mos管，所述第二冗余电源模块上连接有第二mos管。

7、优选的，所述第一mos管和所述第二mos管均为单管mos管。

8、优选的，所述滤波器采用emi电源滤波器tp0f22m-10a。

9、优选的，所述带隔离dc/dc变换器的隔离电压为2250v。

10、优选的，所述带隔离dc/dc变换器将交换机前端的dc24v降到dc12v。

11、优选的，所述第一冗余电源模块和所述第二冗余电源模块均为冗余电源芯片，所述冗余电源芯片为ltc4352芯片。

12、优选的，优选的，冗余电源系统通过pcb板散热。

13、本发明还提供一种拟态交换机，包括上述的具有emc防护的冗余电源系统。

14、优选的，还包括arm异构体、ppc异构体、x86异构体、拟态判决器以及高安全交换芯片；

15、所述arm异构体、所述ppc异构体以及所述x86异构体均与所述拟态判决器相连接，所述高安全交换芯片与所述拟态判决器相连接；

16、所述arm异构体、所述ppc异构体、所述x86异构体、所述拟态判决器以及所述高安全交换芯片均与所述带隔离dc/dc变换器的输出端相连接。

17、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

18、1、本发明实现拟态交换机前端电源的emc防护，实现拟态交换机前端电源的双路冗余设计，开拓了基于拟态交换机的电源处理技术新设计。

19、2、本发明拟态交换机前端电源的emc防护主要由保险丝、tvs、滤波器以及带隔离dc/dc变换器组成，其中保险丝为自恢复保险丝，它具有过流保护作用，当电路出现过流温度升高时，它形成高阻态，工作电流迅速减小，对电路进行保护。

20、3、本发明的emc防护包含tvs管，tvs管具有响应速度快，作用时间短,电路正常时tvs处于关断状态程序高阻抗特性，当外界有浪涌冲击电压时能以ns量级的速度从高阻抗转变为低阻抗吸收浪涌功率，浪涌电压通过其自身到地，从而保护电路不受破坏。

21、4、本发明的emc防护包含滤波器和带隔离dc/dc变换器，滤波器采用emi滤波器，能滤除电源线路中高频干扰杂波等电磁干扰，带隔离dc/dc变换器主要实现电气隔离，通过内部隔离变压器，输入端与输出端实现了完全的电气隔离，避免了直接接触高压电源所带来的危险及干扰，其隔离电压为2250v，隔离dc/dc变换器将交换机前端的dc24v降到dc12v。

22、5、本发明emc防护电路有效阻止了过流、过压、浪涌以及电磁干扰等因素对电路的破坏及影响，提高了电路的稳定性和可靠性；拟态交换机前端电源的冗余设计主要由电源芯片ltc4352组成，ltc4352是一种除了过压、欠压保护外，还具备防护电源热插拔浪涌电流的单路冗余电源芯片，和mosfet构成单路冗余电源电路，2个这样的电路并联可以构成双路冗余电源电路，如果其中一路电源电路发生故障，另一路电源电路可以完全独立供电，保证整个系统的正常运行，冗余电源电路通过通过pcb板散热，通过以上emc防护及双路冗余设计，开拓了基于拟态交换机的电源处理技术新设计。