Плата питания

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ.2001. 23 .. .14-18, 2001(57) Настоящее изобретение имеет отношение к платам питания, которые могут быть применены для обеспечения питания различных электронных устройств. Целью настоящего изобретения является создание платы питания, которая имеет множество входов и выходов и обладает гибкой архитектурой,так что она может быть применена в разных системах в соответствии с потребностями пользователя.(73) АСЕЛСАН ЭЛЕКТРОНИК САНАЙИ ВЕ ТИДЖАРЕТ АНОНИМ ШИРКЕТИ(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич Ляджин Алексей Владимирович Область техники Настоящее изобретение имеет отношение к платам питания, которые могут быть применены для обеспечения питания различных электронных устройств. Предпосылки к созданию изобретения Известные платы питания не обладают достаточно гибкой архитектурой, в том что касается применимости платы в устройствах различных конструкций и при различных технических требованиях. Пользователь вынужден оперировать множеством плат питания, включающих в себя блоки, реализующие те или иные функции, в зависимости от конкретных потребностей пользователя. Ближайший аналог раскрыт в документе уровня техники, /, , . 14 - 18, 2001). В этой публикации раскрыт системный и практический подход к проблеме координирования множества шин напряжения с учетом высокой мощности,требуемой современными печатными платами в области телекоммуникаций, при использовании множества преобразователей питания постоянного тока. Согласно этой статье, расположенная на плате система питания включает в себя входной блок подачи питания, блок первичной (входной) стороны,блок преобразования питания постоянного тока,блок вторичной (выходной) стороны, блок сопряжения между первичной стороной и вторичной стороной и блок сопряжения расположенной на плате системы питания и системной/несущей платы. Во входном блоке подачи питания общая шина входного напряжения для модулей преобразователей проходит от входных питающих линий через схему ИЛИ, реализованную на диодах. Для реализации логической функции ИЛИ использованы высоковольтные диоды Шоттки. Блок первичной стороны включает в себя ограничитель пускового тока, цепь выключения при низком уровне на входе, схемы горячей замены и фильтры электромагнитных помех. Блок преобразования питания постоянного тока включает в себя несколько преобразователей. В блоке вторичной стороны силовые ключи на полевых МОП-транзисторах и резисторные шунты, которые подключены к выходу упомянутых преобразователей, включены последовательно с нагрузкой. В документе О 2005020286 раскрыт контроллер,обеспечивающий возможность использования полевых МОП-транзисторов большой мощности для реализации активной схемы ИЛИ в системах питания с резервированием. Активная схема ИЛИ включена перед преобразователем питания постоянного тока. Для снижения потерь мощности, возникающих при использовании диодов вследствие падения напряжения на диодах, диоды предложено заменить полевыми МОП-транзисторами большой мощности,на которых реализована активная схема ИЛИ. Сущность изобретения Целью настоящего изобретения является создание платы питания, которая имеет множество входов и выходов и обладает гибкой архитектурой,так что она может быть применена в разных системах в соответствии с потребностями пользователя. Подробное описание изобретения Плата питания, разработанная для достижения целей настоящего изобретения, проиллюстрирована на прилагаемой фигуре, на которой Фиг.1 - функциональная схема платы питания. На фигуре показаны следующие обозначенные соответствующими позициями элементы 1. Плата питания 2. Блок осуществления операции ИЛИ 3. Цепь защиты по входу 4. Преобразователь питания 5. Переключатель нагрузки. Линия передачи данных относительно тока,напряжения и ошибок Плата (1) питания по настоящему изобретению в основном включает в себя- по меньшей мере два блока (2) осуществления операции ИЛИ,- по меньшей мере одну цепь (3) защиты по входу, которая включает в себя по меньшей мере один полевой МОП-транзистор, включенный последовательно в линию (А) питания, который управляется контроллером горячей замены,- по меньшей мере один преобразователь (4) питания, который активируется/деактивируется под управлением цепи (3) защиты по входу,- по меньшей мере один переключатель (5) нагрузки, который расположен на выходе преобразователя (4) питания. В плате (1) питания по настоящему изобретению блок(2) осуществления операции ИЛИ,используемый на входе подачи питания, реализован с помощью контроллеров идеального диода. Полевые МОП-транзисторы,включенные последовательно в линию (А) питания, управляются контроллерами идеального диода, в результате чего образуются идеальные диоды с узкой полосой пропускания. Плата (1) питания может быть запитана от двух различных источников посредством образованных идеальных диодов, при этом не допускается взаимодействие между этими двумя источниками. Возможно переключение с одного источника питания на другой без какоголибо перерыва в работе платы (1) питания. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения добавлены цепи защиты от обратного напряжения и/или цепи управления включением/выключением,включенные последовательно с идеальными диодами,расположенными в блоке (2) осуществления операции ИЛИ. Цепь (3) защиты по входу включает в себя по меньшей мере один полевой МОП-транзистор,включенный последовательно в линию (А) питания на выходе блока (2) осуществления операции ИЛИ,управляемый контроллером горячей замены (т.е. обеспечивающим возможность установки без прерывания работы). Входное напряжение,поступающее в цепь (3) защиты по входу,непрерывно измеряется с помощью контроллера или отдельного измерительного блока. В зависимости от результатов измерения, если входное напряжение находится в пределах заранее определенного диапазона, допускается открытие последовательно включенного(-ых) полевого(-ых) МОПтранзистора(-ов), и таким образом обеспечивается защита по входному напряжению - от повышенного и пониженного напряжения. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения информация о том, выходит ли входное напряжение за пределы рабочего диапазона, выводится посредством линии (С) передачи данных, и при желании с помощью этой информации в случае отклонения входного напряжения от допустимого диапазона могут предусматриваться различные функциональные возможности. Подобными способами в цепи (3) защиты по входу измеряется напряжение и после последовательно включенного(-ых) полевого(-ых) МОП-транзистора(-ов). Если это напряжение не превышает заранее определенный уровень, то включение преобразователей (4) питания не допускается, таким образом для преобразователей(4) питания обеспечивается защита от низкого входного напряжения. Эффективная защита от сильного тока обеспечивается посредством ограничения входного тока в пределах предпочтительных значений в процессе включения и в установившемся режиме работы. В информационных целях считываемые значения тока могут выводиться тем или иным способом посредством линии (С) передачи данных. В качестве преобразователей (4) питания могут использоваться импульсные источники питания и/или линейные регуляторы различных предпочитаемых топологий. Поскольку как на входе, так и на выходе преобразователей (4) питания предусмотрен контроллер горячей замены,преобразователи (4) питания защищены от сильных входных и выходных токов. Поскольку преобразователи (4) питания при включении не будут подвергаться воздействию сильных пусковых токов благодаря наличию на их входах и выходах контроллеров горячей замены, повышается их эксплуатационная надежность. Поскольку входные напряжения контролируются цепью (3) защиты по входу и включение преобразователей(4) напряжения не допускается при низких входных напряжениях,предотвращается повреждение преобразователей (4) напряжения по причине низкого входного напряжения, и повышается их эксплуатационная надежность. Переключатели нагрузки могут представлять собой контроллер горячей замены или контроллер переключения нагрузки любого предпочитаемого типа. Функционирование переключателей (5) нагрузки основано на принципе управления полевыми МОП-транзисторами,включенными последовательно на выходе линии (А) питания. Полевые МОП-транзисторы открываются (проводят ток) только в определенных условиях. Процессы открывания и закрывания полевых МОП-транзисторов являются управляемыми. Защита обеспечивается посредством измерения величины тока на каждом выходе. Благодаря наличию переключателей (5) нагрузки различные нагрузки функционально изолированы друг от друга и от преобразователей (4) питания, и нагрузки могут подключаться к питающим напряжениям и отключаться от них независимо друг от друга. Состояниями проводимости переключателей (5) нагрузки можно управлять с помощью аналогового или цифрового интерфейса любого типа, которому отдано предпочтение. Поскольку переключатели (5) нагрузки управляются также преобразователями (4) питания, включение переключателей (5) нагрузки не допускается при наличии несоответствия в выходных напряжениях преобразователей (4) питания, и тем самым обеспечивается защита нагрузки. В плате (1) питания по настоящему изобретению один предпочтительный вход из множества входов может быть выбран основным входом питания. В одном из вариантов осуществления этого изобретения преобразователи (4) питания могут быть выбраны из линейных регуляторов или импульсных источников питания любой предпочитаемой топологии (, , и т.д.). Напряжения, генерируемые преобразователями питания, мультиплексируются переключателями (5) нагрузки и подаются на выходы платы (1) питания. В одном из вариантов осуществления этого изобретения напряжения,поступающие от преобразователей (4) питания, также подаются на выходы платы (1) питания без пропускания через переключатель (5) нагрузки. Благодаря наличию множества входов питания плата (1) питания по настоящему изобретению обеспечивает режим работы с резервированием и позволяет выполнять операцию переключения входов питания без какого-либо прерывания работы платы. С помощью переключателей (5) нагрузки могут мультиплексироваться выходные сигналы преобразователей (4) питания и обеспечивается функция защиты от сильного тока для плат (1) питания соответствующей архитектуры. Кроме того, благодаря тому, что переключатели(5) нагрузки управляются независимо друг от друга,посредством включения или выключения питающего напряжения нагрузок обеспечивается высокоэффективное системное решение. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Плата (1) питания, включающая в себя, в основном- по меньшей мере одну цепь (3) защиты по входу, которая включает в себя по меньшей мере один полевой МОП-транзистор, включенный последовательно в линию (А) питания, который управляется контроллером горячей замены,- по меньшей мере один преобразователь (4) питания, который активируется/деактивируется под управлением цепи (3) защиты по входу,- по меньшей мере один переключатель (5) нагрузки, который расположен на выходе преобразователя (4) питания,отличающаяся тем,что дополнительно содержит- по меньшей мере два блока (2) осуществления операции ИЛИ, которые реализованы с помощью контроллеров идеального диода. 2. Плата (1) питания по п.1, отличающаяся тем,что в блоке (2) осуществления операции ИЛИ добавлены цепи защиты от обратного напряжения и/или цепи управления включением/выключением,включенные последовательно с идеальными диодами блока (2) осуществления операции ИЛИ. 3. Плата (1) питания по п.1, отличающаяся тем,что цепь (3) защиты по входу включает в себя по меньшей мере один полевой МОП-транзистор,включенный последовательно в линию (А) питания на выходе блока (2) осуществления операции ИЛИ,управляемый контроллером горячей замены,обеспечивающим возможность установки без прерывания работы. 4. Плата (1) питания по п.1, отличающаяся тем,что в качестве преобразователя (4) питания используются импульсные источники питания и/или линейные регуляторы различных предпочитаемых топологий. 5. Плата (1) питания по п.1, отличающаяся тем,что переключатель (5) нагрузки представляет собой контроллер горячей замены или контроллер переключения нагрузки любого предпочитаемого типа.