几种实用的低电压冗余电源方案设计

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几种实用的低电压冗余电源方案设计 引言 对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统，如基站通信设备、监控设备、服务 器等，往往需要高可靠的电源供应。冗余电源设计是其中的关键部分，在高可用系统中起着 重要作用。冗余电源一般配置2个以上电源。当1个电源出现故障时，其他电源可以立刻投 入，不中断设备的正常运行。这类似于UPS电源的工作原理：当市电断电时由电池顶替供电。 冗余电源的区别主要是由不同的电源供电。 电源冗余有交流220 V及各种直流电压的应用，本文主要介绍低压直流(如DC 5V、DC 12 V等)的冗余电源方案设计。 1冗余电源介绍 电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余 热备份等方式。容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载，这对提高可靠性意义不大。 冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成，正常时由其中一个供电，当其故障 时，备份模块立刻启动投入工作。这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔，容易造成电压 豁口。 并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成，各单元通过或门二极管并联 在一起，由各单元同时向设备供电。这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电，但负载 端短路时容易波及所有单元。冗余热备份是指电源由多个单元组成，并且同时工作，但只由 其中一个向设备供电，其他空载。主电源故障时备份电源可以立即投入，输出电压波动很小。 本文主要介绍后两种方案的设计。 2传统冗余电源方案 传统的冗余电源设计方案是由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。如图1所示。可以让1个电源单独工作，也可以让多个电源 同时工作。当其中1个电源出现故障时，由于二极管的单向导通特性，不会影响电源总线的 输出。