CN205544570U - 一种电源热插拔冗余电路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种电源热插拔冗余电路，其压降特别小，只是mV级的电压，不会对后面的电路造成电压不足的情况，通过大电流时功耗非常小，发热量很小，节省了面积和散热片，为整个模块以及电源板减小了功耗。其包括：第一供电单元，第二供电单元，双路热插拔控制器，双路理想二极管控制器；第一供电单元包括第一、第二NMOS管，第一检流电阻，第二供电单元包括第三、第四NMOS管，第二检流电阻。
Description
技术领域
本实用新型属于工业过程测量和控制***功能安全产品中电源设计的技术领域，尤其涉及一种电源热插拔冗余电路，其主要用于电源热插拔电路设计中。
背景技术
在多种应用中，为了保证模块的***和拔出对其他的模块没有影响，引入了热插拔电路。为了保证现场的板卡不间断性工作，一般有几套电源给现场的板卡供电，常用的5V电源需要由两路或三路5V电路通过冗余来获得。在以往的设计中，常用的电源冗余一般采用肖特基二极管冗余，这样做主要有以下缺点：
1，二极管正向压降约为0.5V，对于5V***来说是比较大的，如果输入是正常5V，进入有些芯片内的实际电压值是5-0.5＝4.5V，有些芯片很可能不能正常工作。
2，如果通过的电流比较大时，根据P＝UI，二极管本身消耗的功率比较大，会造成过多的功率消耗，浪费国家的能源。
3，二极管上消耗的功率主要转变成热量，发热量比较大，更严重的情况要加散热片，面积会加大，会影响PCB板的面积大小和厚度。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电源热插拔冗余电路，其压降特别小，只是mV级的电压，不会对后面的电路造成电压不足的情况，通过大电流时功耗非常小，发热量很小，节省了面积和散热片，为整个模块以及电源板减小了功耗。
解决上述问题的技术方案是：这种电源热插拔冗余电路，其包括：第一供电单元，第二供电单元，双路热插拔控制器，双路理想二极管控制器；第一供电单元包括第一、第二NMOS管，第一检流电阻，第二供电单元包括第三、第四NMOS管，第二检流电阻；第一路5V输入电压依次经过第一检流电阻、第一NMOS管的漏极、第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极、第二NMOS管的漏极，第二路5V输入电压依次经过第二检流电阻、第三NMOS管的漏极、第三NMOS管的源极、第四NMOS管的源极、第四NMOS管的漏极，第一、二路5V输入电压、第一、二检流电阻的输出端分别进入双路热插拔控制器，双路热插拔控制器的输出端分别连接第一NMOS管的栅极、第三NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极、第三NMOS管的源极分别连接双路理想二极管控制器的输入端，双路理想二极管控制器的输出端分别连接第二NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极。
本实用新型采用凌特公司的LTC4222为双路热插拔控制器，有欠压、过压、过流监控，当输入端5V电压不在正常范围或者电流过流时，会断开连接的NMOS管，使5V与后面的电路断开，保护后面的电路，双路理想二极管控制器LTC4353控制两个NMOS管，采用NMOS管代替肖特基二极管，因此压降特别小，只是mV级的电压，不会对后面的电路造成电压不足的情况，通过大电流时功耗非常小，发热量很小，节省了面积和散热片，为整个模块以及电源板减小了功耗。
附图说明
图1是本实用新型的电源热插拔冗余电路的电路方框图。
图2是本实用新型的电源热插拔冗余电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，这种电源热插拔冗余电路，其包括：第一供电单元，第二供电单元，双路热插拔控制器，双路理想二极管控制器；第一供电单元包括第一、第二NMOS管，第一检流电阻，第二供电单元包括第三、第四NMOS管，第二检流电阻；第一路5V输入电压依次经过第一检流电阻、第一NMOS管的漏极、第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极、第二NMOS管的漏极，第二路5V输入电压依次经过第二检流电阻、第三NMOS管的漏极、第三NMOS管的源极、第四NMOS管的源极、第四NMOS管的漏极，第一、二路5V输入电压、第一、二检流电阻的输出端分别进入双路热插拔控制器，双路热插拔控制器的输出端分别连接第一NMOS管的栅极、第三NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极、第三NMOS管的源极分别连接双路理想二极管控制器的输入端，双路理想二极管控制器的输出端分别连接第二NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极。
本实用新型采用凌特公司的LTC4222为双路热插拔控制器，有欠压、过压、过流监控，当输入端5V电压不在正常范围或者电流过流时，会断开连接的NMOS管，使5V与后面的电路断开，保护后面的电路，双路理想二极管控制器LTC4353控制两个NMOS管，采用NMOS管代替肖特基二极管，因此压降特别小，只是mV级的电压，不会对后面的电路造成电压不足的情况，通过大电流时功耗非常小，发热量很小，节省了面积和散热片，为整个模块以及电源板减小了功耗。
另外，所述双路热插拔控制器是LTC4222双路热插拔控制器。
另外，所述双路理想二极管控制器是LTC4353双低压冗余二极管控制器。
另外，所述第一、第二、第三、第四NMOS管是型号为SI4126DY的NMOS管。
以下更加详细地说明本实用新型。
如图2所示，双路热插拔控制器LTC4222(U4)具有热插拔保护的功能，同时具有输入过压欠压过流等保护措施，第一路过压检测是通过LTC4222的第32脚的电压，电压值由电阻R1、R2、R3分压得到，当在LTC4222的第32脚检测到的电压超过1.235V时，就认为是过压状态，就会在LTC4222的第28脚产生一个高电平信号，关断NMOS开关SI4126DY(U1)，第一路欠压检测是通过第31脚的电压，电压值由电阻R1、R2、R3分压得到，当在LTC4222的第31脚检测到的电压低于1.235V时，就认为是欠压状态，就会在LTC4222的第28脚产生一个高电平信号，关断NMOS开关SI4126DY(U1)，第一路过流检测是通过LTC4222的第30脚和第29脚之间的电压差，也就是电阻R4上的电压差，当电压差到达50mV时，会认为是过流状态，就会在LTC4222的第28脚产生一个高电平信号，将关断NMOS开关SI4126DY(U1)。保证后面的电路安全断电。
第二路过压检测是通过LTC4222的第9脚的电压，电压值由电阻R11、R12、R13分压得到，当在LTC4222的第9脚检测到的电压超过1.235V时，就认为是过压状态，就会在LTC4222的第13脚产生一个高电平信号，关断NMOS开关SI4126DY(U6)，第二路欠压检测是通过第10脚的电压，电压值由电阻R11、R12、R13分压得到，当在LTC4222的第10脚检测到的电压低于1.235V时，就认为是欠压状态，就会在LTC4222的第13脚产生一个高电平信号，关断NMOS开关SI4126DY(U6)，第二路过流检测是通过LTC4222的第11脚和第12脚之间的电压差，也就是电阻R18上的电压差，当电压差到达50mV时，会认为是过流状态，就会在LTC4222的第13脚产生一个高电平信号，将关断NMOS开关SI4126DY(U6)，保证后面的电路安全断电。
第一路电压反馈控制，经过SI4126DY(U1)的5V输出端经过电阻R7、R8分压接到LTC4222的第26脚，当第26脚的电压降到1.235V以下时，认为5V电源不正常。
第二路电压反馈控制，经过SI4126DY(U6)的5V输出端经过电阻R14、R15分压接到LTC4222的第15脚，当第15脚的电压降到1.235V以下时，认为5V电源不正常。
双路理想二极管控制器LTC4353(U4)通过控制两个NMOS管SI4126DY(U2、U5)，完成电源的冗余，SI4126DY直流导通电阻只有几毫欧，在理想二极管的压降特别小，可以作为理想二极管考虑。
第一路NMOS管由LTC4353的第12脚控制，当第一路的输入电压有故障，会在LTC4353的第12脚产生一低电平，关断NMOS管SI4126DY(U2)，保证后面的电路安全断电。
第二路NMOS管由LTC4353的第5脚控制，当第二路的输入电压有故障，会在LTC4353的第5脚产生一低电平，关断NMOS管SI4126DY(U5)，保证后面的电路安全断电。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。本领域的普通技术人员应该理解，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种电源热插拔冗余电路，其特征在于：其包括：第一供电单元，第二供电单元，双路热插拔控制器，双路理想二极管控制器；第一供电单元包括第一、第二NMOS管，第一检流电阻，第二供电单元包括第三、第四NMOS管，第二检流电阻；第一路5V输入电压依次经过第一检流电阻、第一NMOS管的漏极、第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极、第二NMOS管的漏极，第二路5V输入电压依次经过第二检流电阻、第三NMOS管的漏极、第三NMOS管的源极、第四NMOS管的源极、第四NMOS管的漏极，第一、二路5V输入电压、第一、二检流电阻的输出端分别进入双路热插拔控制器，双路热插拔控制器的输出端分别连接第一NMOS管的栅极、第三NMOS管的栅极，第一NMOS管的源极、第三NMOS管的源极分别连接双路理想二极管控制器的输入端，双路理想二极管控制器的输出端分别连接第二NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极。
2.根据权利要求1所述的电源热插拔冗余电路，其特征在于：所述双路热插拔控制器是LTC4222双路热插拔控制器。
3.根据权利要求2所述的电源热插拔冗余电路，其特征在于：所述双路理想二极管控制器是LTC4353双低压冗余二极管控制器。
4.根据权利要求3所述的电源热插拔冗余电路，其特征在于：所述第一、第二、第三、第四NMOS管是型号为SI4126DY的NMOS管。
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| CN201620269197.3U CN205544570U (zh) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 一种电源热插拔冗余电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112350288A (zh) * | 2019-08-09 | 2021-02-09 | 亚德诺半导体国际无限责任公司 | 用于热插拔控制器的通信端子 |
| CN116599204A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-15 | 新誉轨道交通科技有限公司 | 供电装置 |
| US11768534B2 (en) | 2021-02-26 | 2023-09-26 | Ovh | Method and power distribution circuit for providing electric power from a plurality of power supplies to a plurality of loads |
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| CN112350288B (zh) * | 2019-08-09 | 2024-03-12 | 亚德诺半导体国际无限责任公司 | 用于热插拔控制器的通信端子 |
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