一種電源隔離電路和方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源隔離電路和方法，涉及電源領(lǐng)域，能夠降低電路的復(fù)雜程度，并在電路中電源內(nèi)部短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對(duì)電路提供可靠保護(hù)。其方法為：若電路出現(xiàn)電源內(nèi)部短路等異常狀況時(shí)，當(dāng)電路內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，該隔離電路中的場(chǎng)效應(yīng)管截止，從而阻斷電源與輸出總線。本發(fā)明實(shí)施例用于對(duì)電源進(jìn)行隔離。
【專利說(shuō)明】—種電源隔離電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，尤其涉及一種電源隔離電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的電源系統(tǒng)中多采用多個(gè)電源模塊并行工作的輸出方式，為了避免由于其中一個(gè)模塊輸出異常而影響電源系統(tǒng)其他模塊的正常工作，電路中多采用oring mosfet (或門場(chǎng)效應(yīng)管)對(duì)各個(gè)電源模塊進(jìn)行隔離。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中多采用在電源與輸出總線之間用比較器進(jìn)行隔離，或采用帶有其他場(chǎng)效應(yīng)管的電路來(lái)進(jìn)行隔離。
[0004]在實(shí)現(xiàn)上述對(duì)各個(gè)電源模塊隔離的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題:
[0005]在采用比較器進(jìn)行電源隔離的過(guò)程中，其整個(gè)電路需要用到的控制邏輯相對(duì)復(fù)雜，并且比較器比較容易受到干擾而出現(xiàn)誤翻轉(zhuǎn)的情況，而在采用帶有場(chǎng)效應(yīng)管的其他較復(fù)雜電路的方案中，由于電源的不同規(guī)格，每個(gè)電源所連接的隔離電路的供電端不能共用，對(duì)于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(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種電源隔離電路和方法，能夠降低電路的復(fù)雜程度，并在電路出現(xiàn)電源內(nèi)部短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對(duì)電路提供可靠保護(hù)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)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、第一二極管、第二二極管、一個(gè)鏡像電流源和場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述第一二極管與所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，第二二極管與所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接；
[0009]所述第一二極管與所述鏡像電流源的第一發(fā)射極相連接，所述第二二極管與所述鏡像電流源的第二發(fā)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(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電路還包括:
[0012]將至少兩個(gè)所述場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行并聯(lián)以滿足功率要求。
[0013]結(jié)合第一方面，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述鏡像電流源包括:
[0014]所述鏡像電流源由NPN型三極管的基極相連構(gòu)成；或
[0015]所述鏡像電流源由PNP型三極管的基極相連構(gòu)成。
[0016]結(jié)合第一方面，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述電路內(nèi)置于電源模塊中。
[0017]第二方面，提供一種電源隔離方法，應(yīng)用于第一方面所述電路，所述電路的場(chǎng)效應(yīng)管的源極與電源相連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與輸出總線相連，所述方法包括:
[0018]當(dāng)內(nèi)部電壓高于外部電壓時(shí)，所述鏡像電流源的第一三極管導(dǎo)通，所述鏡像電流源的第二三極管截止，所述場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，所述電源將電流輸出到所述輸出總線上，其中所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極電壓為內(nèi)部電壓，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓為外部電壓；
[0019]當(dāng)內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，所述鏡像電流源的第一三極管截止，所述鏡像電流源的第二三極管導(dǎo)通，所述場(chǎng)效應(yīng)管截止，所述電源與所述輸出總線斷開(kāi)。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源隔離電路和方法，若電源內(nèi)部出現(xiàn)短路等異常狀況時(shí)，當(dāng)電路內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，該隔離電路中的場(chǎng)效應(yīng)管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的復(fù)雜程度，并在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對(duì)電路提供可靠保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電源隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)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(fā)明實(shí)施例提供的一種電源隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明實(shí)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、第一二極管013、第二二極管014、一個(gè)鏡像電流源015和場(chǎng)效應(yīng)管016，其特征在于，第一二極管013與場(chǎng)效應(yīng)管016的源極相連接，第二二極管014與場(chǎng)效應(yīng)管016的漏極相連接；
[0027]第一二極管013與鏡像電流源015的第一發(fā)射極el相連接，第二二極管014與鏡像電流源的第二發(fā)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，該電路中的二極管可以為集成的兩個(gè)二極管，第一二極管013一端與場(chǎng)效應(yīng)管016的源極極相連接，并與電路中的電源相連接，而第二二極管014與場(chǎng)效應(yīng)管016的漏極相連接，并與電路中的輸出總線相連；
[0030]與電路中的場(chǎng)效應(yīng)管的源極的電壓可稱為內(nèi)部電壓，而電路中的場(chǎng)效應(yīng)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(gè)NPN型三極管的基極相連接而構(gòu)成，或者由兩個(gè)PNP型三極管的基極相連接而構(gòu)成；
[0032]當(dāng)在多個(gè)電源工作的電路中，可以適當(dāng)增加上述場(chǎng)效應(yīng)管的并聯(lián)個(gè)數(shù)以適應(yīng)多個(gè)電源并行工作的功率需要；
[0033]上述電路可以置于電源與輸出總線之間，還可以將上述電路內(nèi)置于電源模塊內(nèi)部。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源隔離電路，若電源內(nèi)部出現(xiàn)短路等異常狀況時(shí)，當(dāng)電路內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，該隔離電路中的場(chǎng)效應(yīng)管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的復(fù)雜程度，并在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對(duì)電路提供可靠保護(hù)。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源隔離方法，該方法應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)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(dāng)內(nèi)部電壓高于外部電壓時(shí)，鏡像電流源的第一三極管導(dǎo)通，鏡像電流源的第二三極管截止，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，電源將電流輸出到輸出總線上，其中場(chǎng)效應(yīng)管的源極電壓為內(nèi)部電壓，場(chǎng)效應(yīng)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(guò)以下方法實(shí)現(xiàn):
[0038]通過(guò)比較ORING MOSFET (Ql場(chǎng)效應(yīng)管)的內(nèi)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)中三極管的基極電壓的高低來(lái)控制Ql的開(kāi)通或斷開(kāi)；
[0039]具體的，可通過(guò)以下工作流程實(shí)現(xiàn):
[0040]如圖1所示電路中，bl端與b2端點(diǎn)位相同，當(dāng)DC端電壓大于DC BUS端電壓時(shí)，Q2中的el與bl端將被導(dǎo)通，同時(shí)Q2中的e2與b2端將被截止，此時(shí)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(dǎo)通，從而電源通過(guò)DCBUS端正常輸出到輸出總線上。
[0041]S102、當(dāng)內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，鏡像電流源的第一三極管截止，鏡像電流源的第二三極管導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管截止，電源與輸出總線斷開(kāi)。
[0042]示例性的，如圖1所示電路，可通過(guò)以下流程實(shí)現(xiàn):
[0043]當(dāng)DC端電壓小于DC BUS端電壓時(shí)，Q2中的el與bl端將被截止，同時(shí)Q2中的e2與b2端將被導(dǎo)通，此時(shí)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(dāng)電源存在輸出電壓反灌時(shí)，例如在多個(gè)電源模塊并機(jī)工作條件下，其中一個(gè)電源出現(xiàn)內(nèi)部短路故障，導(dǎo)致ORING MOS內(nèi)外出現(xiàn)壓差。高電壓輸出時(shí)，反灌電壓也更高。而第一二極管和第二二極管能夠阻斷電壓進(jìn)行反灌，從而保護(hù)了三極管Q2，因此該電路不僅適合于低壓輸出同時(shí)也適用于高電壓輸出。
[0045]在電源設(shè)計(jì)為多路輸出時(shí)，如圖3所示，例如有12V/5V兩路輸出，可以給每個(gè)電源分別接入上述隔離電路，此時(shí)由于該ORING驅(qū)動(dòng)電路以地為參考，每個(gè)隔離電路都同時(shí)共同使用一個(gè)上述0RING_VCC，避免了不同規(guī)格的電源需要使用不同規(guī)格的隔離電路帶來(lái)的控制復(fù)雜的問(wèn)題，從而既保證了 0RING_M0SFET的可靠控制又減少了電路的復(fù)雜程度。
[0046]另外，在電路需要高功率要求時(shí)，可以采用使用多個(gè)上述場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行并聯(lián)，從而滿足電路更高功率的要求。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源隔離方法，若電源內(nèi)部出現(xiàn)短路等異常狀況時(shí)，當(dāng)電路內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，該隔離電路中的場(chǎng)效應(yīng)管截止，從而阻斷電源與輸出總線，該電路能夠降低電路的復(fù)雜程度，并在電路短路等異常情況下有效得隔離多路輸出的電源，對(duì)電路提供可靠保護(hù)。
[0048]通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。
[0049]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電源隔離電路，包括第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管、一個(gè)鏡像電流源和場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述第一二極管與所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，第二二極管與所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接； 所述第一二極管與所述鏡像電流源的第一發(fā)射極相連接，所述第二二極管與所述鏡像電流源的第二發(fā)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(jù)權(quán)利要求1所述電路，其特征在于，所述電路還包括: 將至少兩個(gè)所述場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行并聯(lián)以滿足功率要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其特征在于，所述鏡像電流源包括: 所述鏡像電流源由NPN型三極管的基極相連構(gòu)成；或 所述鏡像電流源由PNP型三極管的基極相連構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電路，其特征在于，將所述電路內(nèi)置于電源模塊中。
5.一種電源隔離方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述電路，所述電路的場(chǎng)效應(yīng)管的源極與電源相連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與輸出總線相連，所述方法包括: 當(dāng)內(nèi)部電壓高于外部電壓時(shí)，所述鏡像電流源的第一三極管導(dǎo)通，所述鏡像電流源的第二三極管截止，所述場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，所述電源將電流輸出到所述輸出總線上，其中所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極電壓為內(nèi)部電壓，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓為外部電壓； 當(dāng)內(nèi)部電壓低于外部電壓時(shí)，所述鏡像電流源的第一三極管截止，所述鏡像電流源的第二三極管導(dǎo)通，所述場(chǎng)效應(yīng)管截止，所述電源與所述輸出總線斷開(kāi)。
【文檔編號(hào)】H02H7/122GK103730881SQ201310754106
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】潘燈海, 梁濤, 竇吉慶 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司