一種電源隔離電路和方法
2023-07-07 07:20:21
一種電源隔離電路和方法
【專利摘要】本發明實施例提供一種電源隔離電路和方法，涉及電源領域，能夠降低電路的複雜程度，並在電路中電源內部短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對電路提供可靠保護。其方法為：若電路出現電源內部短路等異常狀況時，當電路內部電壓低於外部電壓時，該隔離電路中的場效應管截止，從而阻斷電源與輸出總線。本發明實施例用於對電源進行隔離。
【專利說明】—種電源隔離電路和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源領域，尤其涉及一種電源隔離電路和方法。
【背景技術】
[0002]目前的電源系統中多採用多個電源模塊並行工作的輸出方式，為了避免由於其中一個模塊輸出異常而影響電源系統其他模塊的正常工作，電路中多採用oring mosfet (或門場效應管)對各個電源模塊進行隔離。
[0003]現有技術中多採用在電源與輸出總線之間用比較器進行隔離，或採用帶有其他場效應管的電路來進行隔離。
[0004]在實現上述對各個電源模塊隔離的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題:
[0005]在採用比較器進行電源隔離的過程中，其整個電路需要用到的控制邏輯相對複雜，並且比較器比較容易受到幹擾而出現誤翻轉的情況，而在採用帶有場效應管的其他較複雜電路的方案中，由於電源的不同規格，每個電源所連接的隔離電路的供電端不能共用，對於多路輸出的電源需要增加額外的繞組，從而增加了電路成本和變壓器的繞制難度。
【發明內容】
[0006]本發明的實施例提供一種電源隔離電路和方法，能夠降低電路的複雜程度，並在電路出現電源內部短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對電路提供可靠保護。
[0007]為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案:
[0008]一方面，提供一種電源隔離電路，包括第一電阻、第二電阻、第一二極體、第二二極體、一個鏡像電流源和場效應管，其特徵在於，所述第一二極體與所述場效應管的源極相連接，第二二極體與所述場效應管的漏極相連接；
[0009]所述第一二極體與所述鏡像電流源的第一發射極相連接，所述第二二極體與所述鏡像電流源的第二發射極相連接；
[0010]所述第一電阻與所述鏡像電流源的第一集電極相連接，所述第二電阻與所述鏡像電流源的第二集電極相連接。
[0011]結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述電路還包括:
[0012]將至少兩個所述場效應管進行並聯以滿足功率要求。
[0013]結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，所述鏡像電流源包括:
[0014]所述鏡像電流源由NPN型三極體的基極相連構成；或
[0015]所述鏡像電流源由PNP型三極體的基極相連構成。
[0016]結合第一方面，在第三種可能的實現方式中，將所述電路內置於電源模塊中。
[0017]第二方面，提供一種電源隔離方法，應用於第一方面所述電路，所述電路的場效應管的源極與電源相連接，所述場效應管的漏極與輸出總線相連，所述方法包括:
[0018]當內部電壓高於外部電壓時，所述鏡像電流源的第一三極體導通，所述鏡像電流源的第二三極體截止，所述場效應管導通，所述電源將電流輸出到所述輸出總線上，其中所述場效應管的源極電壓為內部電壓，所述場效應管的漏極電壓為外部電壓；
[0019]當內部電壓低於外部電壓時，所述鏡像電流源的第一三極體截止，所述鏡像電流源的第二三極體導通，所述場效應管截止，所述電源與所述輸出總線斷開。
[0020]本發明實施例提供一種電源隔離電路和方法，若電源內部出現短路等異常狀況時，當電路內部電壓低於外部電壓時，該隔離電路中的場效應管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的複雜程度，並在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對電路提供可靠保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明實施例提供的一種電源隔離電路結構示意圖一；
[0023]圖2為本發明實施例提供的一種電源隔離方法的流程示意圖；
[0024]圖3為本發明實施例提供的一種電源隔離電路結構示意圖二。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0026]本發明實施例提供一種電源隔離電路01，如圖1所示，該電路01包括第一電阻
011、第二電阻012、第一二極體013、第二二極體014、一個鏡像電流源015和場效應管016，其特徵在於，第一二極體013與場效應管016的源極相連接，第二二極體014與場效應管016的漏極相連接；
[0027]第一二極體013與鏡像電流源015的第一發射極el相連接，第二二極體014與鏡像電流源的第二發射極e2相連接；
[0028]第一電阻011與鏡像電流源015的第一集電極Cl相連接，第二電阻012與鏡像電流源015的第二集電極c2相連接。
[0029]其中，如圖1所示，該電路中的二極體可以為集成的兩個二極體，第一二極體013一端與場效應管016的源極極相連接，並與電路中的電源相連接，而第二二極體014與場效應管016的漏極相連接，並與電路中的輸出總線相連；
[0030]與電路中的場效應管的源極的電壓可稱為內部電壓，而電路中的場效應管的漏極的電壓可稱之為外部電壓；
[0031 ] 上述電路中的鏡像電流源可以由兩個NPN型三極體的基極相連接而構成，或者由兩個PNP型三極體的基極相連接而構成；
[0032]當在多個電源工作的電路中，可以適當增加上述場效應管的並聯個數以適應多個電源並行工作的功率需要；
[0033]上述電路可以置於電源與輸出總線之間，還可以將上述電路內置於電源模塊內部。
[0034]本發明實施例提供一種電源隔離電路，若電源內部出現短路等異常狀況時，當電路內部電壓低於外部電壓時，該隔離電路中的場效應管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的複雜程度，並在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對電路提供可靠保護。
[0035]本發明實施例提供一種電源隔離方法，該方法應用於本發明實施例提供的圖1中的一種電源隔離電路，如圖2所示，該方法包括:
[0036]S101、當內部電壓高於外部電壓時，鏡像電流源的第一三極體導通，鏡像電流源的第二三極體截止，場效應管導通，電源將電流輸出到輸出總線上，其中場效應管的源極電壓為內部電壓，場效應管的漏極電壓為外部電壓。
[0037]示例性的，在如圖1所示電路中，可通過以下方法實現:
[0038]通過比較ORING MOSFET (Ql場效應管)的內部電壓(DC端電壓)與外部電壓(DCBUS端電壓)和鏡像電流源(Q2鏡像電流源)中三極體的基極電壓的高低來控制Ql的開通或斷開；
[0039]具體的，可通過以下工作流程實現:
[0040]如圖1所示電路中，bl端與b2端點位相同，當DC端電壓大於DC BUS端電壓時，Q2中的el與bl端將被導通，同時Q2中的e2與b2端將被截止，此時圖中0RING_DR端為低電平，而圖中0RING_VCC端為高電平，則圖中Ql將被導通，從而電源通過DCBUS端正常輸出到輸出總線上。
[0041]S102、當內部電壓低於外部電壓時，鏡像電流源的第一三極體截止，鏡像電流源的第二三極體導通，場效應管截止，電源與輸出總線斷開。
[0042]示例性的，如圖1所示電路，可通過以下流程實現:
[0043]當DC端電壓小於DC BUS端電壓時，Q2中的el與bl端將被截止，同時Q2中的e2與b2端將被導通，此時圖中0RING_DR端為高電平，而圖中0RING_VCC端為高電平，則圖中Ql將被截止，從而將電源的輸出與輸出總線隔尚。
[0044]其中，當電源存在輸出電壓反灌時，例如在多個電源模塊並機工作條件下，其中一個電源出現內部短路故障，導致ORING MOS內外出現壓差。高電壓輸出時，反灌電壓也更高。而第一二極體和第二二極體能夠阻斷電壓進行反灌，從而保護了三極體Q2，因此該電路不僅適合於低壓輸出同時也適用於高電壓輸出。
[0045]在電源設計為多路輸出時，如圖3所示，例如有12V/5V兩路輸出，可以給每個電源分別接入上述隔離電路，此時由於該ORING驅動電路以地為參考，每個隔離電路都同時共同使用一個上述0RING_VCC，避免了不同規格的電源需要使用不同規格的隔離電路帶來的控制複雜的問題，從而既保證了 0RING_M0SFET的可靠控制又減少了電路的複雜程度。
[0046]另外，在電路需要高功率要求時，可以採用使用多個上述場效應管進行並聯，從而滿足電路更高功率的要求。
[0047]本發明實施例提供一種電源隔離方法，若電源內部出現短路等異常狀況時，當電路內部電壓低於外部電壓時，該隔離電路中的場效應管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的複雜程度，並在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對電路提供可靠保護。
[0048]通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內部結構劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0049]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種電源隔離電路，包括第一電阻、第二電阻、第一二極體、第二二極體、一個鏡像電流源和場效應管，其特徵在於，所述第一二極體與所述場效應管的源極相連接，第二二極體與所述場效應管的漏極相連接； 所述第一二極體與所述鏡像電流源的第一發射極相連接，所述第二二極體與所述鏡像電流源的第二發射極相連接； 所述第一電阻與所述鏡像電流源的第一集電極相連接，所述第二電阻與所述鏡像電流源的第二集電極相連接。
2.根據權利要求1所述電路，其特徵在於，所述電路還包括: 將至少兩個所述場效應管進行並聯以滿足功率要求。
3.根據權利要求1所述電路，其特徵在於，所述鏡像電流源包括: 所述鏡像電流源由NPN型三極體的基極相連構成；或 所述鏡像電流源由PNP型三極體的基極相連構成。
4.根據權利要求1所述電路，其特徵在於，將所述電路內置於電源模塊中。
5.一種電源隔離方法，其特徵在於，應用於權利要求1所述電路，所述電路的場效應管的源極與電源相連接，所述場效應管的漏極與輸出總線相連，所述方法包括: 當內部電壓高於外部電壓時，所述鏡像電流源的第一三極體導通，所述鏡像電流源的第二三極體截止，所述場效應管導通，所述電源將電流輸出到所述輸出總線上，其中所述場效應管的源極電壓為內部電壓，所述場效應管的漏極電壓為外部電壓； 當內部電壓低於外部電壓時，所述鏡像電流源的第一三極體截止，所述鏡像電流源的第二三極體導通，所述場效應管截止，所述電源與所述輸出總線斷開。
【文檔編號】H02H7/122GK103730881SQ201310754106
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】潘燈海, 梁濤, 竇吉慶 申請人:華為技術有限公司