一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源，具體地說是一種應(yīng)用于工業(yè)通信設(shè)備中的冗余熱備份電源電路。該電路的關(guān)鍵在于：至少包括AC/DC或DC/DC隔離電源模塊、電壓監(jiān)測(cè)單元及切換開關(guān)組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的交換機(jī)電源方案。本實(shí)用新型的顯著效果是：提供一種雙輸入冗余熱備份的以太網(wǎng)交換機(jī)電源，提高以太網(wǎng)交換機(jī)的可靠性和可用性。
【專利說明】一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種交換機(jī)電源電路，具體涉及一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著以太網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是以太網(wǎng)傳輸速率的提高和以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展，使以太網(wǎng)全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域成為可能。以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)處理容量大、接入點(diǎn)多等優(yōu)點(diǎn)，愈來愈廣泛的應(yīng)用于各種現(xiàn)場(chǎng)通信的場(chǎng)合中。伴隨以太網(wǎng)交換機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的地位逐漸提高，對(duì)交換機(jī)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行的要求越來越高，供電系統(tǒng)作為交換機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的核心單元，必須保證長(zhǎng)期可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0003]針對(duì)以上問題，本文提出了一種交換機(jī)的電源設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的熱備份冗余供電，保證交換機(jī)供電系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源電路，具體地說是一種應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備中的冗余熱備份電源電路。該電路的關(guān)鍵在于:至少包括AC/DC或DC/DC隔離電源模塊、電壓監(jiān)測(cè)單元及切換開關(guān)電路組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的交換機(jī)電源方案。
[0005]本實(shí)用新型是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中，從電網(wǎng)或通信專用供電系統(tǒng)到交換機(jī)的供電采用雙冗余供電，保障交換機(jī)的不間斷運(yùn)行；交換機(jī)內(nèi)置AC/DC或DC/DC隔離電源模塊采用雙交流或雙直流輸入，實(shí)現(xiàn)設(shè)備供電冗余；交換機(jī)內(nèi)置雙AC/DC或DC/DC隔離電源模塊，實(shí)現(xiàn)電源模塊直流輸出冗余；交換機(jī)中內(nèi)置電壓監(jiān)測(cè)單元電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩路電源模塊的輸出電壓，控制其中一路電源模塊的直流輸出接入交換機(jī)，另一路電源備份線路處于空載狀態(tài)，當(dāng)其中一路電源模塊的直流輸出異常時(shí)，另一路電源備份線路立即向交換機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源熱備份，具體設(shè)計(jì)步驟如下:
[0006]兩路獨(dú)立供電線路為交換機(jī)提供外接電源，分別接入到兩個(gè)AC/DC或DC/DC隔離電源模塊的輸入，上述兩路電源模塊的輸出通過由單向?qū)ㄆ骷M成的切換開關(guān)連接到交換機(jī)內(nèi)部電源，電壓監(jiān)測(cè)電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上述兩路電源模塊的輸出電壓，控制上述切換開關(guān)的導(dǎo)通和截止；
[0007]正常工作時(shí),預(yù)設(shè)其中一個(gè)隔離電源模塊的輸出作為主輸入為交換機(jī)供電，另一個(gè)隔離電源模塊的輸出作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果上述主輸入線路出現(xiàn)異常，交換機(jī)的電源切換到備份輸入上，由備份輸入為交換機(jī)供電，如果主輸入恢復(fù)正常，交換機(jī)的電源自動(dòng)切換回主輸入上，由主輸入為交換機(jī)供電，同樣,如果更換預(yù)設(shè)的主輸入，兩路之間也能實(shí)現(xiàn)上述的熱備份功能，通過兩路互備份實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)，保證通信交換機(jī)的可靠運(yùn)行和靈活應(yīng)用。
[0008]本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)是，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電源效率高，成本低廉，實(shí)用性強(qiáng)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下圖結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0011]圖2為圖1中切換開關(guān)的原理框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照說明書附圖對(duì)本發(fā)明的方法作以下詳細(xì)地說明。
[0013]隔離電源模塊I (I)、隔離電源模塊II (2)采用雙交流或雙直流輸入，實(shí)現(xiàn)設(shè)備供電冗余；交換機(jī)內(nèi)置雙隔離電源模塊，實(shí)現(xiàn)電源模塊直流輸出冗余；交換機(jī)中內(nèi)置線路電壓監(jiān)測(cè)單元電路(4)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩路電源模塊的輸出電壓，控制其中一路電源模塊的直流輸出接入交換機(jī)，另一路電源備份線路處于空載狀態(tài)，當(dāng)其中一路電源模塊的直流輸出異常時(shí)，另一路電源備份線路立即向交換機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源熱備份。
[0014]兩路獨(dú)立供電線路I和2為交換機(jī)提供外接電源，隔離電源模塊I (I)接供電線路A，隔離電源模塊II (2)接供電線路B，上述兩路電源模塊的輸出通過由單向?qū)ㄆ骷M成的切換開關(guān)(4)連接到交換機(jī)內(nèi)部電源，電壓監(jiān)測(cè)電路(3)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上述電源模塊的輸出電壓，控制上述切換開關(guān)的導(dǎo)通和截止。
[0015]正常工作時(shí)，預(yù)設(shè)隔離電源模塊I (I)的輸出+12V_A作為主輸入為交換機(jī)供電，隔離電源模塊II (2)的輸出+12V_B作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果隔離電源模塊I(O的輸出電壓+12V_A出現(xiàn)異常，交換機(jī)的電源切換到備份輸入+12V_B上，由備份輸入為交換機(jī)供電，如果主輸入恢復(fù)正常，交換機(jī)的電源自動(dòng)切換回主輸入+12V_A上，由主輸入為交換機(jī)供電，同樣，預(yù)設(shè)隔離電源模塊Π(2)的輸出+12V_B作為主輸入為交換機(jī)供電,隔離電源模塊I (I)的輸出+12V_A作為備份輸入處于熱備份狀態(tài)，如果隔離電源模塊II (2)的輸出電壓+12V_B出現(xiàn)異常，交換機(jī)的電源自動(dòng)切換到備份輸入+12V_A上，由備份輸入為交換機(jī)供電，如果主輸入+12V_B恢復(fù)正常，交換機(jī)的電源自動(dòng)切換回主輸入上，由主輸入為交換機(jī)供電，兩路互為備份，實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)，保證通信交換機(jī)的可靠運(yùn)行和靈活應(yīng)用。
[0016]在圖2中，切換開關(guān)采用2個(gè)大功率的PMOS管背靠背反向連接來實(shí)現(xiàn)，PMOS管Q1、Q3實(shí)現(xiàn)上述主、備輸入的接入，PMOS管Q2、Q4的作用是防止輸出電源+12V倒流回輸入+12V_A和+12V_B，傳統(tǒng)上一般采用二極管來防止負(fù)載倒灌到輸入，但二極管的正向壓降較大，會(huì)降低電源效率，而MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻可以到幾πιΩ，大大降低了壓降損耗。在大功率應(yīng)用中，不僅實(shí)現(xiàn)了效率更高的解決方案，而且由于效率提高，無需額外加裝散熱器，所以節(jié)省了大量的電路板面積，也減少了設(shè)備的散熱源。
[0017]實(shí)施本實(shí)用新型方案，當(dāng)一路供電電源出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響另一路供電電源的正常使用，提高了系統(tǒng)電源可靠性，保障了工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種冗余熱備份工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源，其特征在于:包括隔離電源模塊I (I)、隔離電源模塊II (2)、電壓監(jiān)測(cè)單元(3)、切換開關(guān)(4)，所述兩個(gè)隔離電源模塊的輸出通過所述切換開關(guān)連接到交換機(jī)的內(nèi)置電源，其中:所述隔離電源模塊I (I)的輸入接外部供電線路A，輸出接切換開關(guān)(4)組成第一路供電電源(5)，所述隔離電源模塊II (2)的輸入接外部供電線路B，輸出接切換開關(guān)(4)組成第二路供電電源(6)，所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)工作在冗余熱備份的主備模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機(jī)電源，其特征在于，所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)工作在主備模式時(shí),所述第一路供電電源(5)與第二路供電電源(6)其中一路為交換機(jī)供電，其中另一路處于熱備份狀態(tài)，兩路供電電源組成交換機(jī)的冗余電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機(jī)電源，其特征在于隔離電源模塊I(I)、隔離電源模塊II(2)的輸出的電壓相同并且為直流12V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機(jī)電源，其特征在于所述電壓監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)隔離電源模塊的輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機(jī)電源，其特征在于所述切換開關(guān)(4)采用大功率、低導(dǎo)通電阻的PMOS管Ql、Q3作為開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換機(jī)電源，其特征還在于所述切換開關(guān)(4)中采用大功率、低導(dǎo)通電阻的PMOS管Q2、Q4代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管實(shí)現(xiàn)單向?qū)üδ堋?br> 【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203589831SQ201320679715
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】周厚明, 吳耀文 申請(qǐng)人:武漢邁威光電技術(shù)有限公司