CN108802630A - 一种总线电源的主动报警电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于并联直流供电***技术领域，公开了一种能够快速查找直流开关电源模块故障的总线电源主动报警电路，包括多个子报警电路；所述子报警电路分别一一对应设置在总线电源中的直流开关电源模块中；所述直流开关电源模块包括高频变压器；所述子报警电路与高频变压器的副边绕组电连接；所述子报警电路包括充放电电路、开关电路、电源和报警；所述电源、报警器和开关电路串联；直流开关电源模块处于正常工作状态时，充放电电路根据直流开关电源模块的高频PWM信号进行充放电，开关电路处于断开状态；直流开关电源模块处于故障状态时，直流开关电源模块的高频PWM信号消失，充放电电路驱动所述开关电路处于闭合状态，报警器通电报警。
Description
技术领域
本发明属于并联直流供电***技术领域，具体涉及一种总线电源的主动报警电路。
背景技术
电源是各种电子设备的重要组成部分，它犹如人体的心脏，为所有电类设备的正常运行提供动力。随着各种电子设备、电器的快速发展，对高效率、性能稳定的优质电源也有了极大的需求。而开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备。
大量电子设备,特别是计算机、通讯和空间站等的广泛应用,要求组建一个大容量、安全可靠、不间断供电的电源***。如果采用单台电源供电，该变换器势必处理巨大的功率，因此电应力大,从而给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高带来困难。并且一旦单台电源发生故障,则导致整个***崩溃。为此，采用多个直流开关电源模块并联构成并联直流供电***,来提供大功率输出是电源技术发展的一个方向。并联直流供电***中，每个模块处理较小功率,解决了上述单台电源遇到的问题。
并联直流供电***在空间上各直流开关电源模块接近负载，供电质量高，通过改变直流开关电源模块的数量来满足不同功率的负载，设计灵活，每个直流开关电源模块承受较小电应力，开关频率可以达到兆赫级，从而提高了***的功率密度。但是现有的并联直流供电***中的直流开关电源模块没有主动报警功能。一旦其中一个直流开关电源模块发生元器件失效、温度过高或输入电压不够等故障，则很难排查出并联直流供电***中具体出现故障的直流开关电源模块。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种能够快速查找直流开关电源模块故障的总线电源主动报警电路。
本发明所采用的技术方案为：
一种总线电源的主动报警电路，包括多个子报警电路；所述子报警电路分别一一对应设置在总线电源中的直流开关电源模块中；所述直流开关电源模块包括高频变压器；所述子报警电路与高频变压器副边绕组电连接；
所述子报警电路包括充放电电路、开关电路、电源和报警器；所述电源、报警器和开关电路串联；直流开关电源模块处于正常工作状态时，充放电电路根据直流开关电源模块的高频PWM信号进行充放电，开关电路处于断开状态；直流开关电源模块处于故障状态时，直流开关电源模块的高频PWM信号消失，充放电电路驱动所述开关电路处于闭合状态，报警器通电报警。
进一步地，所述充放电电路包括第一二极管、第一电阻和第一电容；所述第一二极管的阳极和阴极分别与第一电阻的两端连接；所述第一二极管的阴极与第一电阻的结合点与高频变压器副边绕组的异名端连接，所述第一二极管的阳极与第一电阻的结合点与第一电容的一端连接；第一电容的另一端接地。
进一步地，所述开关电路包括第二电阻、第三电阻和三极管；所述第一二极管的阳极、第一电阻和第一电容的结合点与所述第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与三极管的基极连接；所述三极管的基极与第二电阻的结合点与所述第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端接地；所述三极管的发射极接地；三极管的集电极与所述报警器的一端连接，所述报警器的另一端与所述电源的输出端连接。
进一步地，所述报警器为蜂鸣器；所述蜂鸣器的两端分别与电源的输出端和三极管的集电极连接。
进一步地，所述报警器为发光二极管；所述发光二极管的阳极与所述电源的输出端连接，发光二极管的阴极与开关电路连接。
进一步地，所述总线电源包括多个输出端连接在一起的直流开关电源模块。
进一步地，所述直流开关电源模块还包括滤波电路、开关管和整流滤波电路；所述滤波电路的输入端为直流开关电源模块的电源输入端；滤波电路的输出端与高频变压器原边绕组的异名端连接；所述开关管控制高频变压器原边绕组的同名端与地之间的通断；所述高频变压器副边绕组的同名端为所述整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端为直流开关电源模块的电源输出端；所述充放电电路的输入端与高频变压器副边绕组的异名端连接。
进一步地，所述滤波电路为第二电容。
进一步地，所述整流滤波电路包括第三电容和第二二极管；所述第三电容的两端为整流滤波电路的输出端；第三电容的一端与高频变压器副边绕组的同名端连接，另一端与第二二极管的阳极连接；第二二极管的阴极与高频变压器副边绕组的异名端连接；所述第二二极管的阳极与第三电容的结合点接地。
进一步地，所述开关管为N沟道MOS管；所述N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的漏极与高频变压器副边绕组的同名端连接；N沟道MOS管的栅极为通断控制信号接线端。
本发明的有益效果为：
本发明通过充放电电路检测直流开关电源模块中的PWM信号判断直流开关电源模块是否出故障，在直流开关电源模块出现故障时，充放电电路通过总线电源的其他直流开关电源模块充电，进而使开关电路处于闭合状态，从而使报警器通电报警，实现快速找到出故障的直流开关电源模块的目的。
附图说明
图1是一种总线电源的结构示意图；
图2是本发明的一种总线电源中的主动报警电路的结构示意图；
图3是直流开关电源模块处于正常状态时，本主动报警电路中A点的电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例1：
如图1-3所示，本实施例提供一种总线电源的主动报警电路，包括多个子报警电路；所述子报警电路分别一一对应设置在总线电源中的直流开关电源模块中；所述直流开关电源模块包括高频变压器T1；所述子报警电路与高频变压器T1的副边绕组电连接；
所述子报警电路包括充放电电路、开关电路、电源和报警器Z1；所述电源、报警器Z1和开关电路串联；直流开关电源模块处于正常工作状态时，充放电电路根据直流开关电源模块的高频PWM信号进行充放电，开关电路处于断开状态；直流开关电源模块处于故障状态时，直流开关电源模块的高频PWM信号消失，充放电电路驱动所述开关电路处于闭合状态，报警器Z1通电报警。本实施例中的电源为12V直流电源，可以通过蓄电池等现有技术实现。
如图1所示，总线电源包括多个输出端连接在一起的直流开关电源模块。
具体地，如图1和2所示，所述直流开关电源模块还包括滤波电路、开关管Q2和整流滤波电路；所述滤波电路的输入端为直流开关电源模块的电源输入端；滤波电路的输出端与高频变压器T1原边绕组的异名端连接；所述开关管Q2控制高频变压器T1原边绕组的同名端与地之间的通断；所述高频变压器T1副边绕组的同名端为所述整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端为直流开关电源模块的电源输出端；所述充放电电路的输入端与高频变压器T1副边绕组的异名端连接。
本实施例中，如图1和2所示，所述滤波电路为第二电容Cin。显而易见的是，滤波电路也可以采用多个并联的电容或者RLC滤波电路实现。
本实施例中，如图1和2所示，所述整流滤波电路包括第三电容Co和第二二极管D1；所述第三电容Co的两端为整流滤波电路的输出端；第三电容Co的一端与高频变压器T1副边绕组的同名端连接，另一端与第二二极管D1的阳极连接；第二二极管D1的阴极与高频变压器T1副边绕组的异名端连接；所述第二二极管D1的阳极与第三电容Co的结合点接地。显而易见的是，所述整流滤波电路也可以采用其他现有技术实现。
本实施例中，如图1和2所示，所述开关管Q2为N沟道MOS管；所述N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的漏极与高频变压器T1副边绕组的同名端连接；N沟道MOS管的栅极为通断控制信号接线端。显而易见的是，开关管Q2也可以是P沟道MOS管或IGBT管。
具体地，本实施例中，如图2所示，所述充放电电路包括第一二极管D2、第一电阻R1和第一电容C2；所述第一二极管D2的阳极和阴极分别与第一电阻R1的两端连接；所述第一二极管D2的阴极与第一电阻R1的结合点与高频变压器T1副边绕组的异名端连接，所述第一二极管D2的阳极与第一电阻R1的结合点与第一电容C2的一端连接；第一电容C2的另一端接地。
具体地，本实施例中，如图2所示，所述开关电路包括第二电阻R2、第三电阻R3和三极管Q1；所述第一二极管D2的阳极、第一电阻R1和第一电容C2的结合点与所述第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的基极与第二电阻R2的结合点与所述第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接地；所述三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极与所述报警器Z1的一端连接，所述报警器Z1的另一端与所述电源的输出端连接。
具体地，本实施例中，如图2所示，所述报警器Z1为蜂鸣器；所述蜂鸣器的两端分别与电源的输出端和三极管Q1的集电极连接。
工作原理：
当直流开关电源模块处于正常工作状态时，高频变压器T1副边绕组的异名端的A点即充放电电路的输入端的波形如图3所示，A点电压为正时，电流经过第一电阻R1给第一电容C2充电；A点电压为负时，第一电容C2通过D2放电；PWM信号为高频PWM信号，因此第一电容C2的充放电时间都很短。第一电容C2的值以及第一电阻R1的阻值均比较大，因此，第一电容C2的充电电流远小于放电电流，第一电容C2的电压一直在较低的范围内波动，第一电容C2放电时，放电电压经过R2，R3分压无法使三极管Q1导通，报警器Z1无法通电报警。
当直流开关电源模块发生故障时，直流开关电源模块的PWM信号将停止输出，高频变压器T1副边绕组呈短路状态，从而A点电压等于总线直流电压，总线电压通过第一电阻R1给第一电容C2充电至第一电容C2的电压等于总线电压；第一电容C2的电压经过R2，R3分压后输出到三极管Q1的基极，使三极管Q1的基极与三极管Q1的发射极之间的电压高于导通电压，三极管Q1导通，报警器Z1通电报警，找出发出报警的报警器Z1即为发生故障的直流开关电源模块。需要说明的是，作为本领域的技术人员，应当知晓，只要通过合理地设置第三电容Co的值，就可以让其他直流开关电源模块输出给发生故障的直流开关电源模块的输出纹波小到忽略不计，即当直流开关电源模块发生故障时，A点电压的波形大致为一条直线。
实施例2：
本实施例与实施例1唯一不同之处在于所述报警器Z1为发光二极管；所述发光二极管的阳极与所述电源的输出端连接，发光二极管的阴极与开关电路连接。显而易见的是，报警器Z1也可以是串联的蜂鸣器和发光二极管，还可以是其他现有的声光报警器Z1等。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：包括多个子报警电路；所述子报警电路分别一一对应设置在总线电源中的直流开关电源模块中；所述直流开关电源模块包括高频变压器(T1)；所述子报警电路与高频变压器(T1)的副边绕组电连接；
所述子报警电路包括充放电电路、开关电路、电源和报警器(Z1)；所述电源、报警器(Z1)和开关电路串联；直流开关电源模块处于正常工作状态时，充放电电路根据直流开关电源模块的高频PWM信号进行充放电，开关电路处于断开状态；直流开关电源模块处于故障状态时，直流开关电源模块的高频PWM信号消失，充放电电路驱动所述开关电路处于闭合状态，报警器(Z1)通电报警。
2.根据权利要求1所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述充放电电路包括第一二极管(D2)、第一电阻(R1)和第一电容(C2)；所述第一二极管(D2)的阳极和阴极分别与第一电阻(R1)的两端连接；所述第一二极管(D2)的阴极与第一电阻(R1)的结合点与高频变压器(T1)副边绕组的异名端连接，所述第一二极管(D2)的阳极与第一电阻(R1)的结合点与第一电容(C2)的一端连接；第一电容(C2)的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述开关电路包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和三极管(Q1)；所述第一二极管(D2)的阳极、第一电阻(R1)和第一电容(C2)的结合点与所述第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端与三极管(Q1)的基极连接；所述三极管(Q1)的基极与第二电阻(R2)的结合点与所述第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端接地；所述三极管(Q1)的发射极接地；三极管(Q1)的集电极与所述报警器(Z1)的一端连接，所述报警器(Z1)的另一端与所述电源的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述报警器(Z1)为蜂鸣器；所述蜂鸣器的两端分别与电源的输出端和三极管(Q1)的集电极连接。
5.根据权利要求1所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述报警器(Z1)为发光二极管；所述发光二极管的阳极与所述电源的输出端连接，发光二极管的阴极与开关电路连接。
6.根据权利要求1所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述总线电源包括多个输出端连接在一起的直流开关电源模块。
7.根据权利要求1或6所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述直流开关电源模块还包括滤波电路、开关管(Q2)和整流滤波电路；所述滤波电路的输入端为直流开关电源模块的电源输入端；滤波电路的输出端与高频变压器(T1)原边绕组的异名端连接；所述开关管(Q2)控制高频变压器(T1)原边绕组的同名端与地之间的通断；所述高频变压器(T1)副边绕组的同名端为所述整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端为直流开关电源模块的电源输出端；所述充放电电路的输入端与高频变压器(T1)副边绕组的异名端连接。
8.根据权利要求7所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述滤波电路为第二电容(Cin)。
9.根据权利要求7所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括第三电容(Co)和第二二极管(D1)；所述第三电容(Co)的两端为整流滤波电路的输出端；第三电容(Co)的一端与高频变压器(T1)副边绕组的同名端连接，另一端与第二二极管(D1)的阳极连接；第二二极管(D1)的阴极与高频变压器(T1)副边绕组的异名端连接；所述第二二极管(D1)的阳极与第三电容(Co)的结合点接地。
10.根据权利要求7所述的一种总线电源的主动报警电路，其特征在于：所述开关管(Q2)为N沟道MOS管；所述N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的漏极与高频变压器(T1)副边绕组的同名端连接；N沟道MOS管的栅极为通断控制信号接线端。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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