冗余电源原理浅谈

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1、冗余电源原理浅谈冗余电源原理浅谈开发部：黄向锋日期：2011/8/02中国长城计算机深圳股份有限公司电源事业部ChinaGreatWallComputerShenzhenCO.,LTDPowerDiv冗余开关电源的设计提纲ß冗余开关电源的介绍ß隔离设计方案及线路分析ß均流设计方案及线路分析ß冗余电源设计的几个注意事项ß冗余服务器的模块化设计ß冗余电源的前景冗余开关电源的介绍ß冗余开关电源的介绍一、冗余电源的定义冗余电源是指多个电源（N+1方式）同时给同一或多个设备供电，当其中1个电源出现故障时，其他电源可以

2、不受其影响，不中断设备的正常运行。二、冗余电源的分类类型类型定义应用优弱分析电源由多个功能相同的模块组成，这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔，一冗余冷备份正常时由其中一个供电，当其故障容易造成电压豁口，从而导致系统停机。时，备份模块立刻启动投入工作电源由多个相同单元组成，各单元这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电，但负载二并联均流的N＋1备份通过或门二极管并联在端短路时容易波及所有单元一起，由各单元同时向设备供电电源由多个单组成，并且同时工作主电源故障时备份电源可以立即投入，输出电压波动很三冗余热备份

3、，但只由其中一个向设备供电，其小，电源成本投入大他轻载冗余开关电源的介绍三、冗余开关电源的应用冗余电源常用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。冗余电源是其中的关部分，在高可用系统中起着重要作用。问题：能否把多个电源的输出电压直接连在一起同时给设备就能达到冗余电源的效果呢？未做隔离电源间容易产生干扰，严重情况下可能会引起某一机台炸机或无法开机。开关电源的隔离设计冗余开关电源隔离线路的设计ß隔离设计方案及线路分析一、传统冗余电源隔离方案：•1、

4、优点：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，工作可靠性高，不会出现电源间相互干扰。V1D24PFR10V45CTVoutL11D34+5VSB*B340A8R39D35C10*R81BC9C7*R86R81C100R470UF/CGR40470UF/CG430R7U1AR471KR87R89PC1235.1KNCC15470UF/CG•2、缺点：由于二极管本身压降Vf值较大，从C17R48470UF/CGTL4311KU4C18R90而会引入两个缺点：470UF/CG

5、4.99K•A：电源输出总线电压在环路的反馈线上加一个较低Vf的二极改善方案Vout=V1–Vf，当输出电压管并于隔离二极管的线路上，从而减Vout*5%小于Vf时，就可能出小因隔离二极管引起的电压影响。这现输出电压难调的问题。如样的线路常在冗余电源的待机线路中3.3V–0.3V=3.0V小于3.14V应用。冗余开关电源隔离线路的设计因大功率的固有二极管Vf一般都在0.3V以上，我们•B：在实际的冗余电源系统中只有加散热片等方式来弥补其先天性缺陷。，一般电流都比较大,因而电流改善方案经过二极管的固有功耗P=

6、Vf×Iout采用低功耗的大功率的MOSFET管来代替传统电路就会很大。中的二极管。二、采用分离器件+MOS管方式做冗余电源隔离方案：R62R5220KQ182.21KPMBT4403•1、线路图及工+18VQ2R512.21KPMBT4401Q3R58PMBT4401作原理：C19ZD2C2147K2.2UF12VR57NCR23C2447K4.7R10NFQ24015N04N+12Vin+12VOUTPWOKQ25Q20015N04NR12N7002C40NC/16VR54F100K1500USGNDQ

7、24VbRDS(on)VcVbR54Vc+12VF+12VOUT+12VF+12VOUT100KQ2Q2VCCMVCCMR20R234.7RD19D19R58VaR58VaA、当顺流时Va=Vc+Vd=Vq+Vr,因为Q2导通条件：Va-Vb>Vd,但这里Va-Vb

8、率更高的解决方案，而且由于无需散热器，所以节省了大量的电路板面积，也减少了设备的散热源。同时周围器件少，成本也不高。•3、缺点：该线路当MOSFET的的选用RDS(on)过小，根据线路分析，可能出现Va-Vb所得的电压无法开启Q2的情况，导致隔离线路不受控从而引起大电流到灌的不良情况发生。三、采用IC控制MOS管方式做冗余电源隔离方案：•1、线路图：•工作原理：该电路的工作原理是，LTC4416通过G1、G2控制