[发明专利]一种新型冗余供电系统

说明书

本发明涉及一种新型冗余供电系统，本系统通过两个电流变化率检测电路检测对应电感两端的电压，实现通过检测输出电流变化率控制对应MOSFET的开通、关闭，从而避免反向电流，并通过设定两台电源的主从关系，确定两台电源的工作状态，避免两台电源之间频繁的状态切换，并设定与两个MOSFET场效应管连接的两个栅极控制电路，避免MOSFET的振荡，且工作机理简单可靠，适用于各型电源模块。

技术领域

本发明涉及电源模块冗余供电领域，具体涉及一种新型冗余供电系统。

背景技术

在要求高可靠性的电子设备系统中，往往需要提供冗余供电用来增加可靠性，通常的冗余供电系统设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极，以“或门”的方式并联输出至电源总线上，该电路简单、可靠，非常容易的实现电源的冗余输出，但是亦会带来功耗大、影响供电电压、占体积大、需要额外散热措施等问题。因此，一种使用MOSFET代替二极管的有源冗余(ActiveOring)方案应运而出，该方法成功避免了二极管方案的弊端，然而，该方法也存在一些固有缺陷，在工作过程中三种情况下容易使MOSFET产生振荡，第一，电源轻载或空载时，在MOSFET导通后，由于MOSFET固有特性，其通态阻抗非常小，此时DS端的电压Vds＝RDSON*ILOAD，ILOAD小导致造成检测DS端电压比较困难，尤其在轻载或空载时，电源噪声淹没有效检出端电压，造成MOSFET无法正常工作，形成MOSFET重复性开关，从而造成震荡，影响供电质量和系统可靠性。第二，由于MOSFET开关速度较快，在MOSFET开通或者关断的时候会产生较大的dV/dt，由此，易与电路的寄生参数形成开关振荡从而影响供电质量。第三，电路内部均假设负载是理想负载，恒定不变，实际上，对于电子计算机系统等供电设备，其负载是动态变化的，根据运行任务的不同，设备需求的电流是在不停变化的，因而如果不考虑负载的实际情况，则在特定条件下容易发生振荡。如果MOSFET的开通阈值与关断阈值设置为一样的化极易引发不稳定的振荡，因此，在实际中，通常会对开通阈值与关断阈值设置不同的值，以形成滞缓避免上述的不稳定现象，然而我们可以发现，MOSFET的关断阈值通常情况下只能设置为一个负值，因为MOSFET的特性，如果MOSFET初始时关闭，当电压升高到开通阈值后MOSFET随即打开，由于MOSFET通态阻抗RDSON非常小，此时的VDS电压为RDSON*ILOAD，在负载电流不大的情况下极易落入MOSFET关断阈值区间，从而使MOSFET关断，VDS电压上升，MOSFET开通，重复开关形成振荡。因此将MOSFET的关断阈值设置为一个负值，重复上述情况，虽然VDS电压可以很低，但是在正常情况下无法改变极性即电流方向不会改变。然而由于VOFF为负值，即关断时，会存在一个Ireverse＝VOFF/RDSON的反向电流，实际上，由于MOSFET关断延时和电路传输延时，从检测到反向电流触发MOSFET关断到真正MOSFET截止阻断反向电流也需要一段时间，而在电源短路时由于阻抗几乎为0，所以反向电流的上升率非常高，因此，真实的反向电流往往非常可观，严重时会拉低供电母线使系统宕机。故而，发明一种新的方法避免上述问题显得非常必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新型冗余供电系统，所述系统通过两个电流变化率检测电路检测对应电感两端的电压，从而检测输出电流变化率，控制对应MOSFET的开通、关闭，从而避免反向电流，并通过设定两台电源的主从关系，确定两台电源的工作状态，避免两台并联电源之间频繁的状态切换，并设定与两个MOSFET场效应管连接的两个栅极控制电路，避免MOSFET的振荡。

本发明公开一种新型冗余供电系统，所述系统包括负载、与负载连接的第一电源及与负载连接的第二电源；

所述第一电源中包括第一电源模块、第一电流变化率检测电路、第一MOSFET场效应管、第一栅极控制电路、第一主从控制电路及第一电压调整电路；

第二电源包括第二电源模块、第二电流变化率检测电路、第二MOSFET场效应管、第二栅极控制电路、第二主从控制电路及第二电压调整电路；