[实用新型]一种电源安全可靠供电系统

说明书

技术领域

本实用新型提供一种电源安全可靠供电系统，属于嵌入式计算机系统设计技术。

背景技术

随着嵌入式计算机系统功能性能的不断提高，要求其可靠性容错能力也随之提高，而电源安全可靠供电是综合化计算机系统可靠容错能力的基本保证，如果电源系统故障，综合化计算机系统就无法正常工作。传统嵌入式计算机供电方式是使用一个电源模块给整个计算机供电，计算机内的各种功能模块电源连接在一起。

上述供电方式不足之处是如果电源模块出现故障不能正常供电，使整个计算机无法工作，功能模块上的电源故障无法进行隔离还会影响其他功能模块正常工作也影响计算机的正常功能。

本发明供电方式是采用两块电源模块供电，各功能模块电源相互隔离，以实现电源前端故障容错能力及电源后端故障隔离能力，达到安全可靠供电的目的。

发明内容

本实用新型提供一种电源安全可靠供电系统，主要解决了现有单电源模块出现故障不能正常供电，从而导致嵌入式计算机无法正常工作的问题。

本实用新型的具体技术解决方案如下：

该电源安全可靠供电系统包括多个功能模块和两个电源模块，所述两个电源模块一端分别与两个外部电源连接，两个电源模块另一端分别与各功能模块的电源转换电路连接；所述电源模块包括依次串联的电源处理电路、电源储能电路、隔离分流电路和过流保护电路。

上述电源储能电路是用于进行电源储能以应对50ms瞬间电源掉电保护供电的电容器。

上述隔离分流电路是把一路输入电源隔离成多路输出电源的单向二极管。

上述过流保护电路为多个保险管，保险管数量与功能模块数量相同且一一对应。

本实用新型的优点在于：

该电源安全可靠供电系统实现了嵌入式计算机电源系统的电源供电前端具有故障容错能力及电源供电后端具有故障隔离能力，从而提高嵌入式计算机电源系统的安全可靠供电能力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电源预处理方案原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详述：

如图1所示，本电源系统由两个电源模块和功能模块上的电源转换电路构成安全可靠供电网络。两个电源模块采用1+1余度备份方式实现电源前端容错处理；各功能模块采取独立供电，使得模块内的电源故障不向其他模块蔓延传递，实现电源故障隔离。

外部2路电源均送入两个电源模块，而两个电源模块输出同时给功能模块供电，这样外部电源和电源模块均实现1+1容错。

外部电源进入电源模块后先进行预处理，以解决过压浪涌和尖峰浪涌问题。预处理电路原理框图如图2所示，在供电的输入端与用电设备之间接入一个降压二端口功能电路组件，形成一个隔离墙，对供电线传导进来的过压浪涌和尖峰浪涌呈现出高阻状态，将这部分高危能量抑制消耗掉，而在正常供电状态下，呈现出低阻状态，功率损耗很小。另外电路中利用导向电路的防反特性，实现容错供电，即使试验中出线电源加反的情况，也能够保证电源不损伤，有效的提高了电路的容错能力。

电源储能电路采用电容器进行电源储能实现50ms瞬间电源掉电保护供电。外部系统出现50ms瞬间电源掉电，则由电容器提供电源给后端功能模块持续供电不影响计算机正常工作。

隔离分流电路采用单向二极管把一路输入电源隔离成多路输出电源，二极管导向电路的防反特性使输出电源不影响输入电源。

过流保护电路使用保险管，针对功能模块的不同负载，选择相应的保险管，当电流超过预设的保护值以后，后端电路发生短路故障从而熔断保险，将故障模块从系统中切除，起到故障隔离，防止故障蔓延扩大的作用。保险管的选择依据保险管的最大正常工作电流，这取决于负载的工作功率和最低工作电压。当输入低于18V后，功能模块中的28V转5V模块就会因为电压工作较低而欠压保护，其结果是关闭输出，功能模块不工作，保险管上的电流为28V转5V模块欠压工作的待机电流，一般小于10mA；当输入在18～36V正常供电时，功能模块工作正常，功率为实际工作功率，此时保险管的电流即为功能模块的工作电流，保险管的最大正常工作电流即为最小正常供电电压（18V）时的电流I_MAX。保险管的选择需要有1.5～2倍的工作余量，防止上电瞬间的电流冲击而熔断保险，所以各功能模块的对应保险管均选择2I_MAX的保险。当保险管上电流超过2I_MAX，保险管熔断从而将故障隔离。