提高電源冗余度的熱插拔結構

　　為了提高冗余度，不少使用"或"運算二極管的電源都可接入同一個負載。在維護期間，當你拆去任何一個電源時，希望負載的電源騷動盡可能最小。為了補償"或"運算二極管兩端的電壓降，你必須在"或"運算二極管之后，在負載處連接電源反饋線。因此，所有參與電源的反饋連接是通用的（圖1）。

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　　圖1 電源模塊的標準冗余配置都在輸出端使用"或"運算二極管。
因為每一個電源都會發(fā)生自然變化，所以只有VOUT最大的電源才是有效的。其他檢測"高電位"輸出的電源都試圖降低其輸出，從而有效地中止穩(wěn)壓功能。如果從與圖1類似的設置中去掉"有效的"電源模塊，就會使V_OUT下降（圖2）。

　　圖2 當你從冗余配置中去掉一個電源時，就會引起輸出電壓的下降（a）和瞬時波動（b）。
圖2a適用于由兩個輸出電壓各為3.339V和3.298V的穩(wěn)壓器組成的線性電源模塊。兩個穩(wěn)壓器的負載都是由一個10Ω左右電阻和一個100μF電容并聯(lián)組成的。圖2b適用于由兩個輸出電壓各為5.08V和4.99V的穩(wěn)壓器組成的升壓電源模塊，其中每個穩(wěn)壓器的負載是由一個2.5Ω左右電阻和100μF電容并聯(lián)組成。輸出電壓下降并發(fā)生瞬時波動的原因是，兩個穩(wěn)壓電源啟動和開始穩(wěn)壓的時間上有所延遲。價格昂貴的電源模塊都用電流共用技術來解決這一問題。電流共用技術將輸出電流大致相等地分配給所有的電源模塊，從而使所有電源模塊都是有效的。圖3所示的配置給電源系統(tǒng)增加的成本不多。但這種配置在性能上的改進從代表兩類冗余電源模塊的圖4a和圖4b中可看出來是十分明顯的。

　　圖3 增加一個儀表放大器和幾個無源元件，就可防止冗余配置輸出電壓下降和瞬時波動。

　　圖4 線性穩(wěn)壓器（a）和升壓穩(wěn)壓器都使用了圖3所示的電路來消除輸出電壓的下降和瞬時波動。
　　儀表放大器IC₁測試并產生一個與輸入穩(wěn)壓器的電流成正比的電壓V_C。VC又控制V_OUT，從而使穩(wěn)壓器進入工作狀態(tài)。對于大多數可調的控制器來說，V_OUT=V_REF（1+R_A/R_B），式中R_A和R_B在模塊1中分別為R_1A和R_1B。如果沒有電流流過R_SENSE，則IC₁的輸出接近于地電位，使得R_1B與D₁₂、R₁₁和R₁₂三者的電阻并聯(lián)，從而使R_B更小，V_OUT1更高，V_OUT1的增高只需補償配置相同的電源模塊之間的V_OUT變化。這種變化只有幾個百分點。如果流入負載的電流增大，則V_C也會增加，從而減少流過D₁₂的電流，結果使V_OUT1下降。當IC₁的輸出電壓上升并與V_FB之差小于D₁₂兩端的直接電壓降，則D₁₂中就沒有電流流過。因此，對于任何較大的電流來說，V_OUT都保持上述公式規(guī)定的數值。只要R₃（儀表放大器的增益設定電阻器）選擇得當，其他電源模塊的R₁和R₂均利用所有電源為負載提供所需的電流，從而保證所有電源處于工作狀態(tài)。