本發明涉及高功率電源系統，特別是涉及電源模塊冗余系統的故障隔離技術。

背景技術：

為了增加高功率電源系統的功率容量，提高其可靠性和可維修性，高功率電源系統多采用多個相同的電源模塊并聯冗余工作的方式，形成高功率合成電源系統。該系統中，當單個電源模塊出現故障時，需要將故障電源模塊和電源系統隔離，以保證其余電源模塊可以繼續正常工作。常用的方法是使用功率二極管，使用該方法時，要在每個電源模塊的輸出端串聯一個二級管到電源系統輸出總線，如圖1所示(圖中為正電源，如果負電源二極管反向串聯)。這樣，當任何一個電源模塊出現欠壓或短路故障時，因二極管的單向導通特性，這些故障不會傳遞到電源系統的總線上。但是，該方法有兩個問題：第一，當單個電源模塊出現輸出過壓時，故障無法隔離；第二，功率二極管管壓降會引入較大功率損耗，從而降低了電源系統的工作效率，且這部分功率損耗無法通過并聯工作方式加以改善。

本發明針對上述問題提出了一種故障隔離方法。技術方案中，當單個電源模塊出現輸出過壓、輸出欠壓或輸出端短路等故障時，故障模塊和電源系統都可以實現故障隔離，同時，可以減小因功率二極管而引入的功率損耗。

技術實現要素：

本發明的內容是提供一種高功率合成電源系統電源模塊故障隔離方法。如圖2所示，在單個電源模塊輸出回路中串接N溝道場效應管V1，V1的源極接電源模塊輸出端、漏極接入電源系統。開機時，電源模塊根據故障標志位觸發導通V1，電源模塊輸出通過V1和負載形成回路。當單個電源模塊出現輸出過壓、輸出欠壓或輸出短路等故障時，電源模塊再根據故障標志位截止V1，使電源模塊的輸出與電源系統隔離，此時在系統不斷電的前提下可直接更換故障電源模塊。

N溝道場效應管飽和導通時，其源漏級等效為一個電阻R_DS。正常工作時，電源模塊的輸出電流通過場效應管形成壓降。在低壓大電流工作場合，可以采用多個等效導通電阻R_DS為mΩ量級的N溝道場效應管并聯代替功率二極管，使場效應管源漏級之間的導通壓降小于1V(功率二極管的導通電壓約為1V)，即可減小主回路的功率損耗，提高系統工作效率。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

1、當電源模塊出現故障(輸入過欠壓、輸出過欠壓、過熱和輸出過流等)時，均可以采用此方法實現故障電源模塊與電源系統隔離；

2、采用多個等效導通電阻R_DS為mΩ量級的N溝道場效應管并聯代替工作，可以在很大程度上減小主回路的功率損耗，提高系統工作效率。

下面結合附圖對本發明的技術解決方案作詳細描述。

附圖說明

圖1為常用的電源模塊輸出故障隔離的電路原理圖。

圖2為一種高功率合成電源系統電源模塊故障隔離方法的電路原理圖。

具體實施方式

本發明一種高功率合成電源系統電源模塊故障隔離方法的電路原理圖參見圖2，圖中V1為N溝道場效應管，D1為光電隔離驅動器，D2為緩沖器。

1.圖2所示為一種高功率合成電源系統電源模塊故障隔離方法的電路原理圖，C1為輸出濾波保持電容，N溝道場效應管V1的源極接電源原輸出端，漏極接電源系統。V_out為漏極電壓，V_in為源極電壓，對應的參考電位如圖所示為C1的負極；V_G為門極電壓，對應的參考電位為V_ss；

2.+15V通過限流電阻R1、光電隔離驅動器D1前端的發光二極管和同相緩沖器D2形成回路；電阻R2為驅動限流電阻，電容C2為加速電容；當故障標志位為低電平時，光電隔離驅動器D1的副邊輸出V_G相對副邊的電源參考端V_ss為高電平；當故障標志位為高電平時，光電隔離驅動器D1的副邊輸出V_G相對副邊的電源參考端V_ss為低電平；

3.正常工作時，電源模塊的故障標志位為低電平，場效應管V1處于飽和導通狀態，電源模塊通過V1接入電源系統，為系統提供供電。當單個電源模塊出現輸出過壓、輸出欠壓或輸出短路等故障時，故障標志位為高電平時，場效應管V1截止，故障電源模塊與電源系統隔離。此時在系統不斷電的前提下可直接更換故障電源模塊；

4.在低壓大電流工作場合，可以采用多個等效導通電阻R_DS為mΩ量級的N溝道場效應管并聯工作，使場效應管源漏級之間的導通壓降小于1V(功率二極管的導通電壓約為1V)。