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冗余電源與UPS電源的區(qū)別

作者: 時(shí)間:2012-04-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份、并聯(lián)均流的N+1備份、冗余熱備份等方式。容量冗余是指的最大負(fù)載能力大于實(shí)際負(fù)載,這對(duì)提高可靠性意義不大。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177524.htm

冗余冷備份是指由多個(gè)功能相同的模塊組成,正常時(shí)由其中一個(gè)供電,當(dāng)其故障時(shí),備份模塊立刻啟動(dòng)投入工作。這種方式的缺點(diǎn)是電源切換存在時(shí)間間隔,容易造成電壓豁口。

并聯(lián)均流的N+1備份方式是指電源由多個(gè)相同單元組成,各單元通過(guò)或門(mén)二極管并聯(lián)在一起,由各單元同時(shí)向設(shè)備供電。這種方案在1個(gè)電源故障時(shí)不會(huì)影響負(fù)載供電,但負(fù)載端短路時(shí)容易波及所有單元。冗余熱備份是指電源由多個(gè)單元組成,并且同時(shí)工作,但只由其中一個(gè)向設(shè)備供電,其他空載。主電源故障時(shí)備份電源可以立即投入,輸出電壓波動(dòng)很小。

是不間斷電源(uninterruptible power system)是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。 按工作原理分成后備式、在線(xiàn)式與在線(xiàn)互動(dòng)式三大類(lèi)。 電源類(lèi)似一臺(tái)這樣的機(jī)器,它在市電停止供應(yīng)的時(shí)候,能保持一段供電時(shí)間,使人們有時(shí)間存盤(pán),再?gòu)娜莸仃P(guān)閉機(jī)器。

對(duì)于一些需要長(zhǎng)時(shí)間不間斷操作、高可靠的系統(tǒng),如基站通信設(shè)備、*設(shè)備、服務(wù)器等,往往需要高可靠的電源供應(yīng)。冗余電源設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵部分,在高可用系統(tǒng)中起著重要作用。冗余電源一般配置2個(gè)以上電源。當(dāng)1個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí),其他電源可以立刻投入,不中斷設(shè)備的正常運(yùn)行。這類(lèi)似于UPS電源的工作原理:當(dāng)市電斷電時(shí)由電池頂替供電。冗余電源與UPS的主要是由不同的電源同時(shí)供電,而UPS則是一個(gè)電源供電另一個(gè)則隨時(shí)備用,有需要時(shí)自動(dòng)切換。

傳統(tǒng)冗余電源接法

傳統(tǒng)的冗余電源設(shè)計(jì)方案是由2個(gè)或多個(gè)電源通過(guò)分別連接二極管陽(yáng)極,以“或門(mén)”的方式并聯(lián)輸出至電源總線(xiàn)上。如圖1所示??梢宰?個(gè)電源單獨(dú)工作,也可以讓多個(gè)電源同時(shí)工作。當(dāng)其中1個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí),由于二極管的單向?qū)ㄌ匦?,不?huì)影響電源總線(xiàn)的輸出。

在實(shí)際的冗余電源系統(tǒng)中,一般電流都比較大,可達(dá)幾十A。考慮到二極管本身的功耗,一般選用壓降較低、電流較大的肖特基二極管,比如SR1620~SR1660(額定電流16 A)。通常這些二極管上還需要安裝散熱片,以利于散熱。

使用二極管的傳統(tǒng)方案電路簡(jiǎn)單,但有其固有的缺點(diǎn):功耗大、發(fā)熱嚴(yán)重、需加裝散熱片、占用體積大。由于電路中通常為大電流,二極管大部分時(shí)間處于前向?qū)J?,它的壓降所引起的功耗不容忽視。最小壓降的肖特基二極管也有0.45 V,在大電流時(shí),例如12 A,就有5 W的功耗,因此要特別處理散熱問(wèn)題。

現(xiàn)在新的冗余電源方案是采用大功率的MOSFET管來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的二極管。MOSFET的導(dǎo)通內(nèi)阻可以到幾mΩ,大大降低了壓降損耗。在大功率應(yīng)用中,不僅實(shí)現(xiàn)了效率更高的解決方案,而且由于無(wú)需節(jié)散熱器,所以省了大量的電路板面積,也減少了設(shè)備的散熱源。應(yīng)用電路中MOSFET需要有專(zhuān)業(yè)芯片的控制。目前,TI、Linear等各大公司都推出了一些成熟的該類(lèi)芯片。



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