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CN110504668A - 一种直流电源并机输入防反接电路及服务器 - Google Patents

一种直流电源并机输入防反接电路及服务器 Download PDF

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CN110504668A
CN110504668A CN201910927263.XA CN201910927263A CN110504668A CN 110504668 A CN110504668 A CN 110504668A CN 201910927263 A CN201910927263 A CN 201910927263A CN 110504668 A CN110504668 A CN 110504668A
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Abstract

本发明提供一种直流电源并机输入防反接电路与服务器，电路包括：第一开关管与第二开关管；所述第一开关管的第一端用于连接所述第一电源的正端，所述第一开关管的第二端与所述第一驱动模块的正输入端相连；所述第二开关管的第一端用于连接所述第二电源的正端，所述第二开关管的第二端与所述第二驱动模块的正输入端相连；当所述第二电源接反时，所述第一开关管闭合，所述第二开关管断开，防止电流由所述第一电源的正端流向所述第二电源的负端；当所述第一电源接反时，所述第一开关管断开，所述第二开关管闭合，防止电流由所述第二电源的正端流向所述第一电源的负端。通过第一开关管与第二开关管阻断电流，有效防止了直流电源并机输入时电源反接导致内部器件损坏的问题。

Description

一种直流电源并机输入防反接电路及服务器
技术领域
本申请涉及电源领域，尤其是涉及一种直流电源并机输入防反接电路及服务器。
背景技术
随着科学技术的发展，人们的生活中出现了越来越多的电子设备。在使用外接电源的电子设备中，如果电子设备的电源接反，会造成电子设备永久的损坏。为了防止上述现象的发生，现有技术经常采用电源输入防反接的方案。
但是上述电源输入防反接的方案都是针对单一的电源，即一个电子设备仅由一个电源进行供电的情况。在服务器中，经常采用冗余电源。例如，在服务器中由两个电源组成冗余电源，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作。但如果将上述电源输入防反接的方案应用于冗余电源中，例如，在电源1+1冗余并机测试中，如果测试两个电源防反接，即一个电源正接，一个电源反接时，会出现器件损坏问题。
发明内容
为解决以上问题，本申请提出一种直流电源并机输入防反接电路及服务器。
为了实现上述目的本申请采用以下技术方案：
一种直流电源并机输入防反接电路，包括：第一电源、第二电源、第一开关管、第二开关管、第一驱动模块、第二驱动模块；
所述第一开关管的第一端用于连接所述第一电源的正端，所述第一开关管的第二端与所述第一驱动模块的正输入端相连；
所述第一驱动模块的负输入端用于连接所述第一电源的负端；其中，所述第一驱动模块的负输入端为接地端；
所述第一驱动模块将电源转化后提供给负载；
所述第二开关管的第一端用于连接所述第二电源的正端，所述第二开关管的第二端与所述第二驱动模块的正输入端相连；
所述第二驱动模块的负输入端用于连接所述第二电源的负端；其中，所述第二驱动模块的负输入端为接地端；
所述第二驱动模块将电源转化后提供给负载；
其中，当所述第二电源接反时，所述第一开关管闭合，所述第二开关管断开，防止电流由所述第一电源的正端流向所述第二电源的负端；当所述第一电源接反时，所述第一开关管断开，所述第二开关管闭合，防止电流由所述第二电源的正端流向所述第一电源的负端。
可选的，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。
可选的，所述第一开关管为第一NMOS管；
所述第一NMOS管的源极用于连接所述第一电源的正端，所述第一MOS管的漏极与所述第一驱动模块的正输入端相连，所述第一NMOS管的栅极与第一驱动电路相连；其中，所述第一驱动电路为所述第一NMOS管的栅极提供高电平。
可选的，所述第二开关管为第二NMOS管；
所述第二NMOS管的源极用于连接所述第二电源的正端，所述第二MOS管的漏极与所述第二驱动模块的正输入端相连，所述第二NMOS管的栅极与第二驱动电路相连；其中所述第二驱动电路为所述第二NMOS管的栅极提供高电平。
可选的，所述电路还包括：第一保险丝、第三NMOS管；
所述第一开关管用于通过所述第一保险丝连接所述第一电源的正端；
所述第三NMOS管的漏极与所述第一电源的负端相连，所述第三NMOS管的源极与所述第一驱动模块的负输入端相连，所述第三NMOS管的栅极与第三驱动电路相连；其中，所述第三驱动电路为所述第三NMOS管的栅极提供高电平。
可选的，所述电路还包括：第二保险丝、第四MOS管；
所述第二开关管用于通过所述第二保险丝连接所述第二电源的正端；
所述第四NMOS管的漏极与所述第二电源的负端相连，所述第四NMOS管的源极与所述第二驱动模块的负输入端相连，所述第四NMOS管的栅极与第四驱动电路相连；其中，所述第四驱动电路为所述第四NMOS管的栅极提供高电平。
可选的，所述第一电源与所述第二电源为-48V电源。
本申请还提供了一种服务器，包括上述的直流电源并机输入防反接电路，包括：直流电源并机输入防反接电路模块与负载。
相对于现有技术，本申请至少具有以下优点：
本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路及服务器，包括：第一电源、第二电源、第一开关管、第二开关管、第一驱动模块、第二驱动模块。通过第一开关管与第二开关管在电压突然增大时形成断路，防止场效应管元件被击穿，保护整体电路。有效解决了现有技术中将二极管加保险丝的防反接方案用于冗余电源系统中，由于器件两端的电压突然增大，而电流还未异常升高到一定的高度和热度，电路无法通过保险丝熔断自身切断电流，从而保险丝无法起到保护电路安全运行的作用，场效应管元件被击穿，电路短路，导致其他器件被烧坏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种应用传统的输入防反方案的并机输入防反接电路的结构示意图；
图2为本申请提供的一种应用传统的输入防反方案的并机输入防反接电路第二电源反接时的电流路径示意图；
图3为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路的结构示意图；
图4为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路第二电源反接时的电流路径示意图；
图5为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路的结构示意图；
图6为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路第二电源反接时的电流路径示意图；
图7为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路的结构示意图；
图8为本申请提供的一种直流电源并机输入防反接服务器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在使用外接电源的电子设备中，如果电子设备的电源接反，会造成电子设备永久的损坏。为了防止上述现象的发生，现有技术经常采用二极管加保险丝的方式进行防反接测试。工作原理是：当电源极性正确，电路正常工作时，由于存在负载，此时电流较小，二极管处于反向阻断状态，保险丝不会被熔断。当电源接反时，二极管导通，此时电流较大，就会将保险丝熔断，从而切断电源的供给，起到保护负载的作用。
但是如果将二极管加保险丝的防反接方案用于冗余电源，例如，在电源1+1冗余并机输入的场景下，如图1所示，测试两个电源防反接就会出现器件损坏问题，例如驱动模块中的芯片、MOS管等。虽然采用了二极管加保险丝的方式进行防反接测试，但是保险丝未熔断是也会出现器件损坏的现象问题。
经过发明人长久努力与坚持不懈的研究发现，在冗余电路中，以第一电源Power1正接，第二电源Power2反接为例，开机的瞬间第一电源Power1的能量走向可以如图2所示，从第一电源Power1的正极经过保险丝F1与第一驱动模块100，通过负载E-load，再经过第二电源Power2的第二驱动模块200经过保险丝F2到第二电源Power2的负极(即电流由结点A经过结点B、结点C到结点D，再通过负载E-load到结点E，经过结点F、结点G最后到结点H)。由于结点G、F两端的电压突然增大，会将驱动模块200内的场效应管元件击穿，而此时电流还未异常升高到一定的高度和热度，电路无法通过保险丝熔断自身切断电流，从而保险丝无法起到保护电路安全运行的作用，甚至烧坏驱动模块200中的芯片。此过程相当于将第二电源Power2进行短路，导致第二驱动模块200中的器件被烧坏。
为了解决上述问题，本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路及服务器，包括：第一电源、第二电源、第一开关管、第二开关管、第一驱动模块、第二驱动模块；所述第一开关管的第一端用于连接所述第一电源的正端，所述第一开关管的第二端与所述第一驱动模块的正输入端相连；所述第一驱动模块的负输入端用于连接所述第一电源的负端；其中，所述第一驱动模块的负输入端为接地端；所述第一驱动模块将电源转化后提供给负载；所述第二开关管的第一端用于连接所述第二电源的正端，所述第二开关管的第二端与所述第二驱动模块的正输入端相连；所述第二驱动模块的负输入端用于连接所述第二电源的负端；其中，所述第二驱动模块的负输入端为接地端；所述第二驱动模块将电源转化后提供给负载；其中，当所述第二电源接反时，所述第一开关管闭合，所述第二开关管断开，防止电流由所述第一电源的正端流向所述第二电源的负端；当所述第一电源接反时，所述第一开关管断开，所述第二开关管闭合，防止电流由所述第二电源的正端流向所述第一电源的负端。
本申请提供的一种直流电源并机输入防反接电路及服务器，包括：第一电源、第二电源、第一开关管、第二开关管、第一驱动模块、第二驱动模块。通过第一开关管与第二开关管在电压突然增大时形成断路，防止场效应管元件被击穿，保护整体电路。利用开关管的开关特性，解决了现有技术中将二极管加保险丝的防反接方案用于冗余电源中，由于器件两端的电压突然增大，而电流还未异常升高到一定的高度和热度，电路无法通过保险丝熔断自身切断电流，从而保险丝无法起到保护电路安全运行的作用，电路短路，导致其他器件被烧坏的问题。
下面结合附图，详细说明本申请的各种非限制性实施方式。
实施例一：
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种直流电源并机输入防反接电路的结构示意图。
本申请实施例提供的一种直流电源并机输入防反接电路，包括第一电源Power1、第二电源Power2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一驱动模块100、第二驱动模块200；
所述第一开关管Q1的第一端用于连接所述第一电源Power1的正端，所述第一开关管Q1的第二端与所述第一驱动模块100的正输入端相连；所述第一驱动模块100的负输入端用于连接所述第一电源Power1的负端；其中，所述第一驱动模块100的负输入端为接地端；所述第一驱动模块100将电源转化后提供给负载E-load；所述第二开关管Q2的第一端用于连接所述第二电源Power2的正端，所述第二开关管Q2的第二端与所述第二驱动模块200的正输入端相连；所述第二驱动模块200的负输入端用于连接所述第二电源Power2的负端；其中，所述第二驱动模块200的负输入端为接地端；所述第二驱动模块Power2将电源转化后提供给负载E-load。
如图4所示，当所述第二电源接Power2接反时，即第二电源Power2的负端与第二驱动电路200的正输入端相连，此时当电流由所述第一电源Power1的正端流向所述第二电源Power2的负端，所述第一开关管Q1闭合，所述第二开关管Q2断开，有效防止电流倒灌。同理，当所述第一电源Power1反接时，此时电流由所述第二电源Power2的正端流向所述第一电源Power1的负端，所述第一开关管Q1断开，所述第二开关管Q2闭合，有效防止电流倒灌。
由此可见，无论所述第一电源Power1还是所述第二电源Power2被反接，由于第一开关管Q1与第二开关管Q2的特性，会形成断路，防止电流烧毁电路中的场效应管元件，保护整体电路，解决了现有技术中由于电压突然增大，而电流还未异常升高到一定的高度和热度，电路无法通过保险丝熔断自身切断电流，从而保险丝无法起到保护电路安全运行的作用，电路短路，导致其他器件被烧坏的问题。
需要说明的是，在本申请实施例的一种实现方式中，所述第一电源Power1、第二电源Power2均为直流电源。
需要说明的是，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第一电源Power1与第二电源Power2的电压为-48V。
实施例二：
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种直流电源并机输入防反接电路的结构示意图。
第一开关管可以为第一NMOS管，第二开关管可以为第二NMOS管，第一驱动模块100可以为第五MOS管Q5、第一芯片U1、第一电阻R1、第一电容C1、第三电容C3；第二驱动模块200可以为第六MOS管Q6、第二芯片U2、第二电阻R2、第二电容C2、第四电容C4；
其中，所述第一芯片U1与所述第二芯片U2可以为LM505CMK-1。
所述第五MOS管Q5的源极与所述第一驱动模块100的正输入端相连；所述第五MOS管Q5的漏极与所述第一驱动模块100的正输出端相连；所述第五MOS管Q5的漏极与所述第一芯片U1的5脚GATE相连；
所述第一芯片U1的1脚VS与所述第一电阻R1的第二端相连、所述第一芯片U1的1脚VS与所述第三电容C3的第一端相连；所述第一芯片U1的2脚GND与所述第一驱动模块的100的负输出端相连；所述第一芯片U1的3脚OFF与所述第一芯片U1的2脚GND相连；所述第一芯片U1的4脚IN与所述第一驱动模块100的正输入端相连；所述第一芯片U1的6脚OUT与所述第一驱动模块100的正输出端相连；
所述第一电容C1的第二端与所述第一驱动模块100的负输入端相连；
所述第一电阻R1的第一端与所述第一驱动模块100的正输出端相连；
所述第三电容C2的第二端与所述第一驱动模块100的负输出端相连；
所述第一驱动模块100的负输入端通过第三MOS管Q3与所述第一电源Power1的负端相连。
相应的，所述第六MOS管Q6的源极与所述第二驱动模块200的正输入端相连；所述第六MOS管Q6的漏极与所述第二驱动模块200的正输出端相连；所述第六MOS管Q6的漏极与所述第二芯片U2的5脚GATE相连；
所述第二芯片U2的1脚VS与所述第二电阻R2的第二端相连、所述第二芯片U2的1脚VS与所述第四电容C4的第一端相连；所述第二芯片U2的2脚GND与所述第二驱动模块的200的负输出端相连；所述第二芯片U2的3脚OFF与所述第二芯片U2的2脚GND相连；所述第二芯片U2的4脚IN与所述第二驱动模块200的正输入端相连；所述第二芯片U2的6脚OUT与所述第二驱动模块200的正输出端相连；
所述第二电容C2的第二端与所述第二驱动模块200的负输入端相连；
所述第二电阻R2的第一端与所述第二驱动模块200的正输出端相连；
所述第四电容C4的第二端与所述第二驱动模块200的负输出端相连；
所述第二驱动模块200的负输入端通过第四MOS管Q4与所述第二电源Power2的负端相连。
根据NMOS的导通条件可知，本申请实施例提供的一种直流电源并机输入防反接电路，如图6所示，当所述第二电源Power2反接时，即第二电源Power2的负端与所述第二驱动模块200的正输入端相连。能量从所述第一电源Power1的正端经过所述第一保险丝F1与所述第五MOS管Q5，通过负载E-load，给所述第二电容C2反向充电再经过所述第二保险丝F2到第二电源Power2的负端时，此时所述第二NMOS管Q2会形成断路，有效防止了电压突然增大击穿所述第六MOS管Q6，烧坏所述第二芯片U2的4脚IN的情况，从而起到保护整体电路的作用。
同理，当所述第一电源Power1反接时，此时所述第一NMOS管Q1会形成断路，有效防止了电压突然增大导致击穿所述第五MOS管Q5，烧坏所述第一芯片U1的4脚IN的情况，从而起到保护整体电路的作用。
由此可见，无论所述第一电源Power1还是所述第二电源Power2被反接，由于第一NMOS管Q1与第二NMOS管Q2会形成断路，防止电流烧毁电路中的场效应管元件，保护整体电路。利用MOS管的开关特性，解决了现有技术中由于电压突然增大，电流未发生变化，在保险丝未熔断的情况下电源器件损坏的问题。
需要说明的是，如图7所示，第一芯片U1与第二芯片U2的2脚通过二极管与驱动模块的负输出端相连，其中所述二极管可以为100V，二极管在回路导通时进行电压控制，保障芯片的GND电压不偏。
实施例三：
如图8所示，该图为本申请实施例提供的一种直流电源并机输入防反接服务器的结构示意图。
本申请实施例提供的服务器包括上述实施例提供的一种直流电源并机输入防反接电路810，还包括负载820。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直流电源并机输入防反接电路，其特征在于，包括：第一电源、第二电源、第一开关管、第二开关管、第一驱动模块、第二驱动模块；
所述第一开关管的第一端用于连接所述第一电源的正端，所述第一开关管的第二端与所述第一驱动模块的正输入端相连；
所述第一驱动模块的负输入端用于连接所述第一电源的负端；其中，所述第一驱动模块的负输入端为接地端；
所述第一驱动模块将电源转化后提供给负载；
所述第二开关管的第一端用于连接所述第二电源的正端，所述第二开关管的第二端与所述第二驱动模块的正输入端相连；
所述第二驱动模块的负输入端用于连接所述第二电源的负端；其中，所述第二驱动模块的负输入端为接地端；
所述第二驱动模块将电源转化后提供给负载；
其中，当所述第二电源接反时，所述第一开关管闭合，所述第二开关管断开，防止电流由所述第一电源的正端流向所述第二电源的负端；当所述第一电源接反时，所述第一开关管断开，所述第二开关管闭合，防止电流由所述第二电源的正端流向所述第一电源的负端。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关管为第一NMOS管；
所述第一NMOS管的源极用于连接所述第一电源的正端，所述第一MOS管的漏极与所述第一驱动模块的正输入端相连，所述第一NMOS管的栅极与第一驱动电路相连；其中，所述第一驱动电路为所述第一NMOS管的栅极提供高电平。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关管为第二NMOS管；
所述第二NMOS管的源极用于连接所述第二电源的正端，所述第二MOS管的漏极与所述第二驱动模块的正输入端相连，所述第二NMOS管的栅极与第二驱动电路相连；其中所述第二驱动电路为所述第二NMOS管的栅极提供高电平。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：第一保险丝、第三NMOS管；
所述第一开关管用于通过所述第一保险丝连接所述第一电源的正端；
所述第三NMOS管的漏极与所述第一电源的负端相连，所述第三NMOS管的源极与所述第一驱动模块的负输入端相连，所述第三NMOS管的栅极与第三驱动电路相连；其中，所述第三驱动电路为所述第三NMOS管的栅极提供高电平。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：第二保险丝、第四NMOS管；
所述第二开关管用于通过所述第二保险丝连接所述第二电源的正端；
所述第四NMOS管的漏极与所述第二电源的负端相连，所述第四NMOS管的源极与所述第二驱动模块的负输入端相连，所述第四NMOS管的栅极与第四驱动电路相连；其中，所述第四驱动电路为所述第四NMOS管的栅极提供高电平。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电源与所述第二电源为-48V电源。
8.一种服务器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项的直流电源并机输入防反接电路，包括：直流电源并机输入防反接电路模块与负载。
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