本实用新型涉及电源保护的技术领域，尤其是涉及一种电源冗余电路。
背景技术：
在现代工业自动化背景下，特别是在控制系统的应用中，越来越多的设备与控制系统相连接，这就大大的增加了电源的功率供给，因此在控制系统中要求有可靠而且可以提供大功率的电源供给。
为了提高安全可靠性，控制系统的电源往往采用冗余的方式，即在系统中至少增加一个附加电源，当其中一个电源出现故障时，其他电源即可为系统提供电能。冗余的方式是一种故障容错技术，正常运行条件下，多个电源同时发生故障的概率是相当低的，因此可以有效避免系统故障，对于较大规模的系统而言，其性价比较高。
传统的电源冗余是通过二极管的方式实现的，如图1所示，将两路电源通过二极管d1、d2输出到一个接到负载的公共点上，用于防止系统出现如输入电源短路等故障。由于二极管只允许电流由单一方向流过，二极管可实现冗余总线的故障隔离，从而让系统使用剩余电源保持运行。
但是，使用传统二极管也存在缺点。该方法在工作的时候，会使二极管一直都处于正向导通的状态，由于二极管本身固有的导通压降，导致其在大功率应用场合下存在发热严重和功率损耗严重的问题，这就使其存在安全隐患和浪费资源的情况。
现有技术中，往往需要使用二极管散热器或类似的热管理技术来解决上述问题，但也只是缓解，而且成本过高，资源浪费问题也没有解决。
随着大功率应用场合的增加，二极管的电源冗余设计存在的发热严重和功率损耗过高的问题越来越严重。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种电源冗余电路，来改善二极管冗余电源电路带来的发热高、功率损耗高、安全性能低的问题。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电源冗余电路，包括至少两路输入电源，每一路输入电源输出至同一负载，所述每一路输入电源均连接有mos管保护电路，所述mos管保护电路包括nmos管，nmos管的源极连接输入电源，漏极连接负载，栅极连接一控制单元，用于控制nmos管的通断。
通过采用上述技术方案，用mos管代替二极管，由于mos管导通压降小，功率损耗小，导热性更好，更加安全，也省去了高功率应用中对二极管散热器或类似热管理技术的需求，降低了成本。
mos管源极和漏极之间的电压由控制单元监控，控制单元通过监控到的mos管的源极-漏极电压来控制输出到mos管栅极的电压，实现对mos管的工作状态的控制。在两路冗余电源输入的时候，输出的为电源电压较高的那路电源，另一路处于备用状态；当输出的那路电源发生故障时，处于备用状态的另一路电源马上进行工作。
优选的，所述控制单元采用lm5050mk-1控制芯片，控制芯片的第4引脚与nmos管的源极连接，第5引脚与nmos管的栅极连接，第6引脚与nmos管的漏极连接，第3引脚和第2引脚并联后接地。
通过采用上述技术方案，通过检测控制芯片第4引脚和第6引脚之间的电压，改变第5引脚的电压，实现对nmos管的工作状态的控制。
优选的，所述控制芯片的第3引脚和第2引脚并联后连接有第一保护电路，第一保护电路的一端与第3引脚和第2引脚的连接点连接，另一端接地。第一保护电路可以采用二极管，使得电路具有防反接的功能，避免电源线接错问题。
优选的，所述控制芯片的第3引脚和第2引脚并联后通过一稳压二极管连接到输入电源，所述稳压二极管的阳极连接第3引脚和第2引脚的连接点，阴极连接输入电源。稳压二极管可以使两端的电压保持不变，使电源电压保持稳定。
优选的，所述控制芯片的第1引脚通过一限流电阻与输入电源连接，可以防止电流过大。
优选的，所述输入电源的输入端并联有第一滤波电路，第一滤波电路可以是一个旁路电容，用于滤除电压纹波。
优选的，所述输入电源的输入端并联有第二保护电路，第二保护电路的一端与输入电源连接，另一端接地。第二保护电路一般为电阻，当只有一路电源输入时，增加的电阻可以拉低另一路输入侧产生的压降，以确保无输入那路电源通道电压为0，提高安全性。
优选的，所述nmos管的漏级并联有第二滤波电路，第二滤波电路可以是一个或多个旁路电容，用于滤除输出端的电压纹波。
优选的，所述nmos管的漏级并联有用于保护负载的第三保护电路。第三保护电路可以是瞬态抑制二极管，进行过流保护。
综上所述，本实用新型具有以下有益技术效果：用mos管代替二极管，导热性更好，更加安全，在大功率环境下，解决了传统冗余电路存在的发热高，功损大的缺点，实现了在大功率下依旧可以实现低损高效的安全应用；并且具备电源防反接，电源冗余等安全措施。
附图说明
图1是现有技术中电源冗余电路的示意图；
图2是本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图2，为本实用新型公开的一种电源冗余电路，包括至少两路输入电源，本实施例为两路（v1、v2），两路输入电源输出至同一负载vout，所述每一路输入电源均连接有mos管保护电路，所述mos管保护电路包括nmos管，nmos管的源极连接输入电源，漏极连接负载，栅极连接一控制单元，用于控制nmos管的通断。
本实施例用mos管代替二极管，由于mos管导通压降小，功率损耗小，导热性更好，更加安全，也省去了高功率应用中对二极管散热器或类似热管理技术的需求，降低了成本。
mos管源极和漏极之间的电压由控制单元监控，控制单元通过监控到的mos管的源极-漏极电压来控制输出到mos管栅极的电压，实现对mos管的工作状态的控制。在两路冗余电源输入的时候，输出的为电源电压较高的那路电源，另一路处于备用状态；当输出的那路电源发生故障时，处于备用状态的另一路电源马上进行工作。
以其中一路mos管保护电路为例，如图2所示，所述控制单元采用型号为lm5050mk-1的第一控制芯片u1，第一控制芯片u1的第4引脚与第一nmos管q1的源极连接，第5引脚与第一nmos管q1的栅极连接，第6引脚与第一nmos管q1的漏极连接。如此，即可通过检测第一控制芯片u1第4引脚和第6引脚之间的电压，改变第5引脚的电压，实现对第一nmos管q1的工作状态的控制。
第一控制芯片u1的第3引脚和第2引脚并联后连接有第一保护电路，第一保护电路的一端与第3引脚和第2引脚的连接点连接，另一端接地。本实施例中，第一保护电路采用第一二极管d1，第一二极管d1的阳极连接第3引脚和第2引脚的连接点，阴极接地，使得电路具有防反接的功能，避免电源线接错问题。
同时，第一控制芯片u1的第3引脚和第2引脚并联后通过第二二极管d2连接到输入电源，所述第二二极管d2的阳极连接第3引脚和第2引脚的连接点，阴极连接第一输入电源v1。第二二极管d2可以使得两端的电压保持不变，使电源电压保持稳定。
第一控制芯片u1的第1引脚通过第一电阻r1与第一输入电源v1连接，第一电阻r1用于限流，可以防止电流过大。
本实施例中，第一输入电源v1的输入端并联有第一滤波电路，第一滤波电路为第一电容e1，所述第一电容e1的一端与第一输入电源v1连接，另一端接地，第一电容e1用于滤除电压纹波。
本实施例中，第一输入电源v1的输入端并联有第二保护电路，第二保护电路为第三电阻r3和第四电阻r4，第三电阻r3的一端与第一输入电源v1连接，另一端接地；第四电阻r4的一端与第一输入电源v1连接，另一端接地。
本实施例常规情况下，第一输入电源v1和第二输入电源v2均有输入，一路工作，一路待机。但在实际使用时，也有只开一路电源的情况，另一路关闭。在验证电路过程中，发现当只有一路电源输入的时候，由于mos管存在反向电流，在另一路mos管保护电路中会有反向电压，因此为了消除反向电压，在输入电源的输入端并联有第二保护电路，通过第三电阻r3和第四电阻r4可以把反向电压下拉为0v，解决了安全隐患。
正常情况下，当输入电源为24v时，反向的电压大约为18v左右，即使把控制芯片的电源采集点从nmos管漏极处更换为源极处，依旧存在3v左右的电压。因此输入电源的输入端并联的电阻阻值一般选择为20k欧，就可以把电压下拉为0v。
本实施例中，另一路mos管保护电路的连接方法相同，如图2所示，第七电阻r7、第八电阻r8和第六电容e6均并联在第二输入电源v2的输入端；第二输入电源v2连接第二nmos管q2的源极，同时连接第二控制芯片u2的第4引脚，第二nmos管q2的栅极连接第二控制芯片u2的第5引脚，第二nmos管q2的漏极（d）连接第二控制芯片u2的第6引脚；第二控制芯片u2的第3引脚和第2引脚并联之后连接第三二极管d3正极到地，同时连接第四二极管d4正极到第二输入电源v2的输入端；第二控制芯片u2的第1引脚通过第五电阻r5到第二输入电源v2的输入端。
第一nmos管q1和第二nmos管q2的漏极并联输出至负载vout，负载端并联有第二滤波电路。本实施例中，第二滤波电路为4个互相并联的极性电容e2、e3、e4、e5，极限电容的正极连接负载vout，负极接地。
本实施例中，负载端还并联有第三保护电路，第三保护电路为tvs管d5，tvs管d5的负极连接负载vout，正极接地，对负载进行过流保护。
本实施例的实施原理为：mos管源极和漏极之间的电压由控制单元监控，控制单元通过监控到的mos管的源极-漏极电压来控制输出到mos管栅极的电压，实现对mos管的工作状态的控制。在两路冗余电源输入的时候，输出的为电源电压较高的那路电源，另一路处于备用状态；当输出的那路电源发生故障时，处于备用状态的另一路电源马上进行工作。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
1.一种电源冗余电路，包括至少两路输入电源，每一路输入电源输出至同一负载，其特征在于：所述每一路输入电源均连接有mos管保护电路，所述mos管保护电路包括nmos管，nmos管的源极连接电源输入端，漏极连接负载，栅极连接一控制单元，用于控制nmos管的通断。
2.根据权利要求1所述的电源冗余电路，其特征在于：所述控制单元采用lm5050mk-1控制芯片，控制芯片的第4引脚与nmos管的源极连接，第5引脚与nmos管的栅极连接，第6引脚与nmos管的漏极连接，第3引脚和第2引脚并联后接地。
3.根据权利要求2所述的电源冗余电路，其特征在于：所述控制芯片的第3引脚和第2引脚并联后连接有第一保护电路，第一保护电路的一端与第3引脚和第2引脚的连接点连接，另一端接地。
4.根据权利要求2所述的电源冗余电路，其特征在于：所述控制芯片的第3引脚和第2引脚并联后通过一稳压二极管连接到输入电源，所述稳压二极管的阳极连接第3引脚和第2引脚的连接点，阴极连接输入电源。
5.根据权利要求2所述的电源冗余电路，其特征在于：所述控制芯片的第1引脚通过一限流电阻与输入电源连接。
6.根据权利要求1所述的电源冗余电路，其特征在于：所述输入电源的输入端并联有第一滤波电路。
7.根据权利要求1所述的电源冗余电路，其特征在于：所述输入电源的输入端并联有第二保护电路，第二保护电路的一端与输入电源连接，另一端接地。
8.根据权利要求1所述的电源冗余电路，其特征在于：所述nmos管的漏级并联有第二滤波电路。
9.根据权利要求1所述的电源冗余电路，其特征在于：所述nmos管的漏级并联有用于保护负载的第三保护电路。
技术总结