本發(fā)明涉及高功率電源系統(tǒng)，特別是涉及電源模塊冗余系統(tǒng)的故障隔離技術(shù)。

背景技術(shù)：

為了增加高功率電源系統(tǒng)的功率容量，提高其可靠性和可維修性，高功率電源系統(tǒng)多采用多個(gè)相同的電源模塊并聯(lián)冗余工作的方式，形成高功率合成電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，當(dāng)單個(gè)電源模塊出現(xiàn)故障時(shí)，需要將故障電源模塊和電源系統(tǒng)隔離，以保證其余電源模塊可以繼續(xù)正常工作。常用的方法是使用功率二極管，使用該方法時(shí)，要在每個(gè)電源模塊的輸出端串聯(lián)一個(gè)二級(jí)管到電源系統(tǒng)輸出總線，如圖1所示(圖中為正電源，如果負(fù)電源二極管反向串聯(lián))。這樣，當(dāng)任何一個(gè)電源模塊出現(xiàn)欠壓或短路故障時(shí)，因二極管的單向?qū)ㄌ匦裕@些故障不會(huì)傳遞到電源系統(tǒng)的總線上。但是，該方法有兩個(gè)問題：第一，當(dāng)單個(gè)電源模塊出現(xiàn)輸出過壓時(shí)，故障無(wú)法隔離；第二，功率二極管管壓降會(huì)引入較大功率損耗，從而降低了電源系統(tǒng)的工作效率，且這部分功率損耗無(wú)法通過并聯(lián)工作方式加以改善。

本發(fā)明針對(duì)上述問題提出了一種故障隔離方法。技術(shù)方案中，當(dāng)單個(gè)電源模塊出現(xiàn)輸出過壓、輸出欠壓或輸出端短路等故障時(shí)，故障模塊和電源系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)故障隔離，同時(shí)，可以減小因功率二極管而引入的功率損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種高功率合成電源系統(tǒng)電源模塊故障隔離方法。如圖2所示，在單個(gè)電源模塊輸出回路中串接N溝道場(chǎng)效應(yīng)管V1，V1的源極接電源模塊輸出端、漏極接入電源系統(tǒng)。開機(jī)時(shí)，電源模塊根據(jù)故障標(biāo)志位觸發(fā)導(dǎo)通V1，電源模塊輸出通過V1和負(fù)載形成回路。當(dāng)單個(gè)電源模塊出現(xiàn)輸出過壓、輸出欠壓或輸出短路等故障時(shí)，電源模塊再根據(jù)故障標(biāo)志位截止V1，使電源模塊的輸出與電源系統(tǒng)隔離，此時(shí)在系統(tǒng)不斷電的前提下可直接更換故障電源模塊。

N溝道場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通時(shí)，其源漏級(jí)等效為一個(gè)電阻R_DS。正常工作時(shí)，電源模塊的輸出電流通過場(chǎng)效應(yīng)管形成壓降。在低壓大電流工作場(chǎng)合，可以采用多個(gè)等效導(dǎo)通電阻R_DS為mΩ量級(jí)的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)代替功率二極管，使場(chǎng)效應(yīng)管源漏級(jí)之間的導(dǎo)通壓降小于1V(功率二極管的導(dǎo)通電壓約為1V)，即可減小主回路的功率損耗，提高系統(tǒng)工作效率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、當(dāng)電源模塊出現(xiàn)故障(輸入過欠壓、輸出過欠壓、過熱和輸出過流等)時(shí)，均可以采用此方法實(shí)現(xiàn)故障電源模塊與電源系統(tǒng)隔離；

2、采用多個(gè)等效導(dǎo)通電阻R_DS為mΩ量級(jí)的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)代替工作，可以在很大程度上減小主回路的功率損耗，提高系統(tǒng)工作效率。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)解決方案作詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為常用的電源模塊輸出故障隔離的電路原理圖。

圖2為一種高功率合成電源系統(tǒng)電源模塊故障隔離方法的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種高功率合成電源系統(tǒng)電源模塊故障隔離方法的電路原理圖參見圖2，圖中V1為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，D1為光電隔離驅(qū)動(dòng)器，D2為緩沖器。

1.圖2所示為一種高功率合成電源系統(tǒng)電源模塊故障隔離方法的電路原理圖，C1為輸出濾波保持電容，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管V1的源極接電源原輸出端，漏極接電源系統(tǒng)。V_out為漏極電壓，V_in為源極電壓，對(duì)應(yīng)的參考電位如圖所示為C1的負(fù)極；V_G為門極電壓，對(duì)應(yīng)的參考電位為V_ss；

2.+15V通過限流電阻R1、光電隔離驅(qū)動(dòng)器D1前端的發(fā)光二極管和同相緩沖器D2形成回路；電阻R2為驅(qū)動(dòng)限流電阻，電容C2為加速電容；當(dāng)故障標(biāo)志位為低電平時(shí)，光電隔離驅(qū)動(dòng)器D1的副邊輸出V_G相對(duì)副邊的電源參考端V_ss為高電平；當(dāng)故障標(biāo)志位為高電平時(shí)，光電隔離驅(qū)動(dòng)器D1的副邊輸出V_G相對(duì)副邊的電源參考端V_ss為低電平；

3.正常工作時(shí)，電源模塊的故障標(biāo)志位為低電平，場(chǎng)效應(yīng)管V1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，電源模塊通過V1接入電源系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供供電。當(dāng)單個(gè)電源模塊出現(xiàn)輸出過壓、輸出欠壓或輸出短路等故障時(shí)，故障標(biāo)志位為高電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1截止，故障電源模塊與電源系統(tǒng)隔離。此時(shí)在系統(tǒng)不斷電的前提下可直接更換故障電源模塊；

4.在低壓大電流工作場(chǎng)合，可以采用多個(gè)等效導(dǎo)通電阻R_DS為mΩ量級(jí)的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)工作，使場(chǎng)效應(yīng)管源漏級(jí)之間的導(dǎo)通壓降小于1V(功率二極管的導(dǎo)通電壓約為1V)。