一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路制造技术

本实用新型专利技术提出了一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，解决了常规通过直流接触器接断模块电源与输出总线的方式存在延时性、损耗大等问题，其主要方案包括在每一模块电源逐级设置有信号采集放大电路、故障反馈电路与功率开关单元，信号采集放大电路包括电流传感器、电压传感器、信号转换电阻与运算放大器，电流/电压传感器通过信号输出端输出电流信号，再经信号转换电阻转换后接入运算放大器输入端，再由运算放大器输出信号用以与预设阈值比较产生故障保护信号；故障反馈电路用于采集故障保护信号，同时输出关断信号以关断后级功率开关单元；功率开关单元用以实现模块电源与输出总线之间的接断。块电源与输出总线之间的接断。块电源与输出总线之间的接断。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路


[0001]本技术涉及电源故障电路切除
，尤其涉及一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路。

技术介绍

[0002]小体积、高功率密度、高可靠性的电源模块，被广泛应用，但是模块电源在使用时常需要并联备份冗余或功率倍增。
[0003]目前，在需要功率倍增或并联备份冗余的电源系统中，多数是使用二极管隔离后再并联。并使用直流接触器来实现模块电源和输出总线之间的连接和切除，但二极管存在损耗大，造成效率低，直流接触器价格昂贵，动作时间长，使用时间短的问题。在电源并联使用的情况下，如果一个电源出现重大故障，且其不能及时从总线上断开连接，可能会导致总线上的其它电源也出现故障，造成整个供电系统的崩溃。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本技术提出了一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，实现模块电源并联冗余供电时，如果模块电源出现严重的故障，能够快速检测到故障信号并切除相应出现故障的电源和输出总线之间的连接。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路制电路，包括多个并联在输出总线上的模块电源，每一所述模块电源逐级设置有信号采集放大电路、故障反馈电路与功率开关单元，
[0006]所述信号采集放大电路包括电流传感器V1、电压传感器V2、信号转换电阻与运算放大器，所述电流传感器通过信号输出端输出电流信号，再经信号转换电阻R3转换后接入运算放大器U2A输入端，所述电压传感器V2通过信号输出端输出电压信号，再经信号转换电阻R4转换后接入运算放大器U2B输入端，U2A与U2B输出信号用以与预设阈值比较产生故障保护信号；
[0007]所述故障反馈电路用于采集故障保护信号，同时输出关断信号以关断后级功率开关单元；
[0008]所述功率开关单元用以实现模块电源与输出总线之间的接断。
[0009]进一步地，所述故障反馈电路前级设有延时电路，所述延时电路包括电阻R1、电容C1、二极管D1与施密特触发器U1，其用以信号延时以及回差保持作用。
[0010]进一步地，所述功率开关单元由开关管、吸收二极管D2、吸收功率电阻R2与吸收电容C2构成，所述吸收二极管D2、吸收功率电阻R2与吸收电容C2用于吸收开关管快速开通关断时产生的电压尖峰。
[0011]进一步地，所述开关管包括MOS1与MOS2且为背靠背设置，所述MOS1的漏级与对应模块电源的输出端连接，所述MOS1的源级与MOS2的源级连接，所述MOS2的漏级和输出总线
连接。
[0012]进一步地，所述故障反馈电路包括开关驱动管U3、驱动电阻R13与二极管D3。
[0013]进一步地，所述施密特触发器为双通道设置，所述运算放大器为四通道设置。
[0014]进一步地，所述施密特触发器与运算放大器均采用复合芯片。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果包括：
[0016]1、故障快速切除电路的电路简单、成本低，并集成了电压、电流以及其它故障采集功能实现对输出过压、过流、模块内部故障的快速保护，可实现取消输出电路中串联的保险丝；
[0017]2、开关管开通关断速度快能够快速实现故障时的保护；
[0018]3、故障消除后能够自动重新启动工作；
[0019]4、无机械动作，电气使用寿命长；
[0020]5、开关管损耗低，在实现保护的基础上不影响系统的整体效率；
[0021]6、使用成本低；
[0022]7、有效提高多模块电源并联冗余工作系统的可靠性。
附图说明
[0023]参照附图来说明本技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本技术的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
[0024]图1示意性显示了根据本技术一个实施方式提出的整体电路结构示意图。
[0025]图中标号：1、电压传感器；2、电流传感器；3、驱动器；4、施密特触发器；5、运算放大器；6、输出总线。
具体实施方式
[0026]容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或者视为对本技术技术方案的限定或限制。
[0027]根据本技术的一实施方式结合图1示出。
[0028]本技术提供一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，主要用于单个电源模块供电不足，或安全性要求较高的设备中需要使用2个或多个电源模块进行并联冗余供电的电路。在每一个电源模块的输出和输出总线6之间设置故障快速切除控制电路。故障快速切除电路包括功率开关单元及其吸收电路、延时电路、信号采集电路及其信号放大电路、故障反馈处理电路。当一路电源模块的输出出现过流、过压、短路故障或模块内部出现过流故障时，能够通过故障快速切除电路将出现故障的电源模块从输出总线6上断开，从而避免了因故障电源模块引起连锁故障反应。导致整个供电系统的崩溃，以此来保证整个系统的正常运行。
[0029]以下结合图1中具体电路结构对方案作进一步说明。
[0030]一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，包括多个并联在输出总线
6上的模块电源，
[0031]每一模块电源逐级设置有信号采集放大电路、故障反馈电路与功率开关单元，
[0032]信号采集放大电路包括电流传感器2、电压传感器1、信号转换电阻与运算放大器5，电流/
[0033]电压传感器1通过信号输出端输出电流信号，再经信号转换电阻转换后接入运算放大器5输入端，再由运算放大器5输出信号用以与预设阈值比较产生故障保护信号；
[0034]故障反馈电路用于采集故障保护信号，同时输出关断信号以关断后级功率开关单元；
[0035]功率开关单元用以实现模块电源与输出总线6之间的接断。
[0036]如图1所示，在本技术中芯片U1含有两个相同的功能单元电路，即两通道施密特触发器4，组成单元为U1A及U1B，芯片U2含有四个相同的功能单元电路，即四通道运算放大器5，组成单元为U2A、U2B、U2C及U2D，采用复合芯片可以减少元器件数量。
[0037]延时电路由电阻R1、电容C1、二极管D1以及施密特触发器4U1构成。功率开关单元及其吸收电路由开关管MOS1、MOS2、吸收二极管D2、吸收功率电阻R2、吸收电容C2构成。
[0038]信号采集电路及其信号放大电路由电流传感器2V1、电压传感器1V2、信号转换电阻R3、R4、第一运放单元U2A、电阻R5、R6、R7、R8、电容C3、C4、第二运放单元U2B、电阻R9、R10、R11、R12、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，包括多个并联在输出总线上的模块电源，其特征在于，每一所述模块电源逐级设置有信号采集放大电路、故障反馈电路与功率开关单元，所述信号采集放大电路包括电流传感器V1、电压传感器V2、信号转换电阻与运算放大器，所述电流传感器通过信号输出端输出电流信号，再经信号转换电阻R3转换后接入运算放大器U2A输入端，所述电压传感器V2通过信号输出端输出电压信号，再经信号转换电阻R4转换后接入运算放大器U2B输入端，U2A与U2B输出信号用以与预设阈值比较产生故障保护信号；所述故障反馈电路用于采集故障保护信号，同时输出关断信号以关断后级功率开关单元；所述功率开关单元用以实现模块电源与输出总线之间的接断。2.根据权利要求1所述的一种应用于多模块电源并联的故障快速切除控制电路，其特征在于：所述故障反馈电路前级设有延时电路，所述延时电路包括电阻R1、电容C1、二极管D1与施密特触发器U1，其用以信号延时以及回差保持作用。3.根据权利要求1所述的一种应用于多模块电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张自飞，陈庆，
申请(专利权)人：七四九南京电子研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：