[发明专利]一种双电源备份多级电路系统

说明书

技术领域

本发明属于电源系统领域；尤其是涉及一种双电源备份多级电路系统。

背景技术

随着全网IP化的推进和移动互联的发展，通信网络承载的业务量呈现爆炸式增长。为量语音及数据提供稳定的通信环境要求网络具有强生存性和高可用性，要求网络设备具有续稳定的工作能力。电源系统为网络设备持续工作提供基础支撑，传统的单路电源供电存掉电隐患，导致设备停机、通信中断。采用合适的备份电源设计能够保证单路电源掉电时，份电源能够持续供电，提高系统的容错性和长期连续工作的可靠性。由于通信设备中涉到多种元器件，拥有不同的工作电平，需要对供电系统进行分级电平设计，5V和3.3V作最常见的工作电平，对其进行有效设计在分级设计中意义重大。典型的持续通信设备有服务器、无线通信基站、广电通信设备等，其电源系统设计一直研究的热门领域。但是供电的效率和稳定度一直是待解决的问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种稳定度高且效率高的一种双电源备份多级电路系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括P沟道MOSFET、降压稳压芯片、放大器模块、比较器模块、混合转向器模块、控制模块、多级DC-DC电路、输入模块和输出模块，其特征在于：所述的P沟道MOSFET、降压稳压芯片、放大器模块、比较器模块、混合转向器模块、控制模块、多级DC-DC电路、输入模块和输出模块依次相连。

作为一种优选方案，本发明所述控制模块采用单片机。

本发明有益效果。

本发明所述的P沟道MOSFET、降压稳压芯片、放大器模块、比较器模块、混合转向器模块、控制模块、多级DC-DC电路、输入模块和输出模块依次相连。基于电源管理芯片和P沟道MOSFET管进行双电源备份电路设计，基于降压稳压芯片进行多级DC-DC电路设计，包括各电路工作原理和关键原器件选型分析。实际测试结果表明，电压输出稳定，纹波系数、开关效率、备份效果均达到要求，实现了结构简单、可用性高的双电源备份多级DC-DC通信电源系统。

附图说明

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括P沟道MOSFET、降压稳压芯片、放大器模块、比较器模块、混合转向器模块、控制模块、多级DC-DC电路、输入模块和输出模块，其特征在于：所述的P沟道MOSFET、降压稳压芯片、放大器模块、比较器模块、混合转向器模块、控制模块、多级DC-DC电路、输入模块和输出模块依次相连。

本发明所述控制模块采用单片机。

本发明的双电源备份方案采用两路输入并联，电流均衡的设计，双路正常工作时同时向负载提供电流，并且电流平均。单路出现故障时，由另一路完全驱动负载，实现连续供电。方案设计是基于双通道电源管理芯片和P沟道MOSFET管。方案选用双通道电源管理芯片拥有3.6V到36V的电压输入范围，符合15V输入设计需求，集成两路内部互联的软切换电源控制器。其静态电流为35μA，且独立于负载电流。栅极驱动器包括一个用于MOSFET保护的内部电压钳位。由工作原理分析，MOSFET管通过改变栅极电压，控制导电沟道厚度，实现通断控制此处采用的是P沟道MOSFET，当栅极接高电压时，通路关断，电源输入无效；当栅极接低电压时，漏极和源极间形成P型沟道，通路导通，电源输入有效。P型沟道电阻极小，对电流阻碍作用微弱，传统二极管式备份电路的压降、功耗的问题也得到解决。本设计中采用背靠背式P沟道MOSFET管，当出现备份电路中常见的VOUT大于VIN的情况时，由电源管理芯片控制栅极电压，关断MOSFET管，避免电流倒灌，两个反向的MOSFET管互连避免此时内部二极管形成内部电流通路。

本发明的多级DC-DC方案设计是基于降压稳压芯片。方案选用的是一款支持100kHz至1MHz开关频率的高性能同步降压稳压控制器，可提供高达2A的负载电流。外部补偿的电流模式控制回路仅需两个外部元件，并拥有高性能和易用性。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。