用于降低包括主用模块和备用模块的设备的功耗的电路结构及方法.pdf

一种用于降低包括主用模块和备用模块的设备的功耗的电路结构和方法。该电路结构包括：主用模块(22)，包括用于经由第一电流控制设备(222)对负载(26)供电的主输出电压(221)，第一电流控制设备(222)被配置成控制流经负载(26)的电流；以及备用模块(24)，包括用于在主用模块(22)失效时经由第二电流控制设备(242)对负载(26)供电的主输出电压(241)，第二电流控制设备(242)被配置成控制流经负载(26)的电流。备用模块(24)还包括辅输出电压(243)，辅输出电压(243)用于在备用模块(24)处于备用状态时对第二电流控制设备(242)供电以使得第二电流控制设备(242)处于接通状态。另外，备用模块(24)的辅输出电压(243)被配置成小于备用模块(24)的主输出电压(241)。

1.  一种电路结构，包括：
主用模块(22)，包括用于经由第一电流控制设备(222)对负 载(26)供电的主输出电压(221)，所述第一电流控制设备(222) 被配置成控制流经所述负载(26)的电流；以及
备用模块(24)，包括用于在所述主用模块(22)失效时经由 第二电流控制设备(242)对所述负载(26)供电的主输出电压(241)， 所述第二电流控制设备(242)被配置成控制流经所述负载(26)的 电流，
其中所述备用模块(24)还包括辅输出电压(243)，所述辅输 出电压(243)用于在所述备用模块(24)处于备用状态时对所述第 二电流控制设备(242)供电以使得所述第二电流控制设备(242) 处于接通状态，并且其中所述备用模块(24)的所述辅输出电压(243) 被配置成小于所述备用模块(24)的所述主输出电压(241)。

2.  根据权利要求1所述的电路结构，其中，
所述备用模块(24)的所述辅输出电压(243)还被配置成向所 述第二电流控制设备(242)提供如下电压，该电压是大于或等于用 于使得所述第二电流控制设备(242)处于其饱和区域的电压。

3.  根据权利要求1或2所述的电路结构，其中，
所述主用模块(22)还包括辅输出电压(223)，所述辅输出电 压(223)用于在所述主用模块(22)处于备用状态时对所述第一电 流控制设备(222)供电以使得所述第一电流控制设备(222)处于 接通状态，并且其中所述主用模块(22)的所述辅输出电压(223) 被配置成小于所述主用模块(22)的所述主输出电压(221)。

4.  根据权利要求3所述的电路结构，其中，
所述主用模块(22)的所述辅输出电压(223)还被配置成大于 或等于用于使得所述第一电流控制设备(222)处于其饱和区域的电 压。

5.  根据权利要求3或4所述的电路结构，其中所述主用模块(22) 还包括在所述主用模块(22)的所述主输出电压(221)与所述负载 (26)之间的第一开关(224)以及在所述主用模块(22)的所述辅 输出电压(223)与所述第一电流控制设备(222)之间的第二开关 (225)，其中所述第一开关(224)和所述第二开关(225)互锁。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的电路结构，其中所述备 用模块(24)还包括在所述备用模块(24)的所述主输出电压(241) 与所述负载(26)之间的第三开关(244)以及在所述备用模块(24) 的所述辅输出电压(243)与所述第二电流控制设备(242)之间的 第四开关(245)，其中所述第三开关(244)和所述第四开关(245) 互锁。

7.  根据权利要求6所述的电路结构，其中所述第一开关(224) 和所述第三开关(244)互锁。

8.  根据权利要求1至7中任一项所述的电路结构，其中，
所述主用模块(22)还包括第一驱动单元(226)，所述第一驱 动单元(226)连接至所述第一电流控制设备(222)的控制端，用 于提供用于周期性地接通和关断所述第一电流控制设备(222)的第 一控制信号，以及
所述备用模块(24)还包括第二驱动单元(246)，所述第二驱 动单元(246)连接至所述第二电流控制设备(242)的控制端，用 于提供用于周期性地接通和关断所述第二电流控制设备(242)的第 二控制信号。

9.  根据权利要求8所述的电路结构，其中所述第一控制信号与 所述第二控制信号相同。

10.  根据权利要求1至9中任一项所述的电路结构，其中，
所述第一电流控制设备(222)和所述第二电流控制设备(242) 是MOSFET。

11.  根据权利要求3所述的电路结构，还包括用于生成所述主用 模块(22)的所述主输出电压(221)和所述辅输出电压(223)的 第一平面变压器。

12.  根据权利要求1至11中任一项所述的电路结构，还包括： 用于生成所述备用模块(24)的所述主输出电压(241)和所述辅输 出电压(243)的第二平面变压器。

13.  一种在操作状态与备用状态之间可切换的电路结构，包括：
主输出电压(61)，用于经由电流控制设备(63)对负载(62) 供电，所述电流控制设备(63)被配置成在所述电路结构处于所述 操作状态时控制流经所述负载(62)的电流；以及
辅输出电压(64)，用于在所述电路结构处于所述备用状态时 对所述电流控制设备(63)供电以使得所述电流控制设备(63)处 于接通状态，
其中所述辅输出电压(64)被配置成小于所述主输出电压(61)。

14.  根据权利要求13所述的电路结构，其中，
所述辅输出电压(64)还被配置成向所述电流控制设备(63) 提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得所述电流控制设备 (63)处于其饱和区域的电压。

15.  根据权利要求13或14所述的电路结构，还包括在所述主输 出电压(61)与所述负载(62)之间的第一开关(65)以及在所述 辅输出电压(64)与所述电流控制设备(63)之间的第二开关(66)， 其中所述第一开关(65)和所述第二开关(66)互锁。

16.  根据权利要求13或14所述的电路结构，其中所述电流控制 设备是MOSFET。

17.  一种用于降低包括主用模块和备用模块的设备的功耗的方 法，包括：
通过所述主用模块(22)的主输出电压(221)经由第一电流控 制设备(222)对负载(26)供电，其中所述第一电流控制设备(222) 控制流经所述负载(26)的电流；
当所述主用模块(22)失效时，通过所述备用模块(24)的主 输出电压(241)经由第二电流控制设备(242)对所述负载(26) 供电，其中所述第二电流控制设备(242)控制流经所述负载(26) 的电流；以及
当所述备用模块(24)处于备用状态时，通过所述备用模块(24) 的辅输出电压(243)对所述第二电流控制设备(242)供电以使得 所述第二电流控制设备(242)处于接通状态，
其中所述备用模块(24)的所述辅输出电压(243)小于所述备 用模块(24)的所述主输出电压(241)。

18.  根据权利要求17所述的方法，其中，
所述备用模块(24)的所述辅输出电压(243)向所述第二电流 控制设备(242)提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得所述 第二电流控制设备(242)处于其饱和区域的电压。

19.  根据权利要求17或18所述的方法，还包括：
当所述主用模块(22)处于备用状态时，通过所述主用模块(22) 的辅输出电压(223)对所述第一电流控制设备(222)供电以使得 所述第一电流控制设备(222)处于接通状态，
其中所述主用模块(22)的所述辅输出电压(223)小于所述主 用模块(22)的所述主输出电压(221)。

20.  根据权利要求19所述的方法，其中，
所述主用模块(22)的所述辅输出电压(223)大于或等于用于 使得所述第一电流控制设备(222)处于其饱和区域的电压。

21.  根据权利要求19或20所述的方法，其中所述主用模块(22) 包括在所述主用模块(22)的所述主输出电压(221)与所述负载(26) 之间的第一开关(224)以及在所述主用模块(22)的所述辅输出电 压(223)与所述第一电流控制设备(222)之间的第二开关(225)， 其中所述第一开关(224)和所述第二开关(225)互锁。

22.  根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中所述备用 模块(24)包括在所述备用模块(24)的所述主输出电压(241)与 所述负载(26)之间的第三开关(244)以及在所述备用模块(24) 的所述辅输出电压(243)与所述第二电流控制设备(242)之间的 第四开关(245)，其中所述第三开关(244)和所述第四开关(245) 互锁。

23.  根据权利要求22所述的方法，其中所述第一开关(224)和 所述第三开关(244)互锁。

24.  根据权利要求17至23中任一项所述的方法，其中，
所述第一电流控制设备(222)和所述第二电流控制设备(242) 是MOSFET。

用于降低包括主用模块和备用模块的设备的功耗的电路结构及方法
技术领域
本发明的实施例涉及电力电子领域，并且更具体地涉及一种用 于降低包括主用模块和备用模块的设备的功耗的电路结构及方法。
背景技术
冗余在需要更高可靠性的各种过程控制中广泛使用。离散控制 系统(DCS)中的输入/输出(I/O)冗余提供了具有相同的硬件和固 件结构的两个模块，即，一是主用模块，另一个是备用模块或者备 份模块。只要主用模块中发生错误，则将发起从主用模块到备用模 块的切换。然后，主用模块将停止工作，并且备用模块将接管职责 以保持过程控制继续运行。I/O模块中的冗余设计提高了DCS的可 靠性，并且确保了I/O模块的错误不会影响过程控制。
存在两种用于模拟输出模块冗余的现有解决方案。第一种是所 谓的并行冗余。在这一解决方案中，主用模块和备用模块二者分别 输出50％功率并且并行地工作。然而，并行冗余需要模块同步的高 可靠性以及每个单个模块的高精度。因此，并行冗余不仅很难实现， 并且其制造成本也相对较高。
另一种现有解决方案是使得主用模块输出100％功率并且使得备 用模块仅建立在其自己的旁路模块内部的输出循环。这一解决方案 较简单并且成本较低。在这一解决方案中，由于在备用模块内部已 经建立了输出循环，所以切换是无扰的。然而，备用模块内部的输 出电流也增加了备用模块的功耗。冗余的备用模块的功耗可能对于 系统散热是个大问题，并且也不利于模块尺寸最小化。
图1示意性地图示根据现有技术的冗余电路结构。如图1所示， 该电路结构包括主用模块12和备用模块14。在正常情况下，主用模 块中的第一开关122开启，主用模块12中的输出电压124经由电流 控制设备126(例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)) 对负载16供电。同时，备用模块14中的第二开关142闭合以确保 备用模块14不对该负载16供电。换言之，在正常情况下，主用模 块12向负载16提供功率并且备用模块14处于备用状态中。在主用 模块12中发生错误的情况下，将发起从主用模块12到备用模块14 的切换。这时，第一开关122闭合并且备用模块14中的第二开关142 开启。因此，备用模块14的电压输出144经由电流控制设备146(例 如MOSFET)对该负载16供电。然而，即使在备用模块14处于备 用状态时，仍然向第二电流控制设备(MOSFET)146施加较高的电 压输出144，所以这一解决方案使得备用模块的功耗非常高，并且因 此这一方案不利于散热。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的实施例的目的中的一个或多个目的在 于提出一种用以解决或者至少部分缓解现有技术中的至少部分问题 的电路结构和方法。
根据本发明的第一方面的实施例，提供有一种电路结构。该电 路结构包括主用模块和备用模块。该主用模块包括用于经由第一电 流控制设备对负载供电的主输出电压，该第一电流控制设备被配置 成控制流经负载的电流。该备用模块包括用于在主用模块失效时经 由第二电流控制设备对负载供电的主输出电压，该第二电流控制设 备被配置成控制流经负载的电流。该备用模块还包括辅输出电压， 该辅输出电压用于在该备用模块处于备用状态时对第二电流控制设 备供电以使得该第二电流控制设备处于接通状态。另外，该备用模 块的辅输出电压被配置成小于该备用模块的主输出电压。
根据示例性实施例，备用模块的辅输出电压还可以被配置成向 第二电流控制设备提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得第 二电流控制设备处于其饱和区域的电压。
根据示例性实施例，主用模块还可以包括辅输出电压，该辅输 出电压用于在主用模块处于备用状态时对第一电流控制设备供电以 使得第一电流控制设备处于接通状态。在这一实施例中，该主用模 块的辅输出电压可以被配置成小于该主用模块的主输出电压。
根据示例性实施例，主用模块的辅输出电压还可以被配置成大 于或等于用于使得第一电流控制设备处于其饱和区域的电压。
根据示例性实施例，主用模块还可以包括在该主用模块的主输 出电压与负载之间的第一开关以及在该主用模块的辅输出电压与第 一电流控制设备之间的第二开关。在这一实施例中，该第一开关和 该第二开关互锁。
根据示例性实施例，备用模块还可以包括在备用模块的主输出 电压与负载之间的第三开关以及在该备用模块的辅输出电压与第二 电流控制设备之间的第四开关。在这一实施例中，该第三开关和该 第四开关互锁。
根据示例性实施例，第一开关和第三开关互锁。
根据示例性实施例，主用模块还可以包括第一驱动单元，该第 一驱动单元连接至第一电流控制设备的控制端，用于提供用于周期 性地接通和关断第一电流控制设备的第一控制信号。备用模块还可 以包括第二驱动单元，该第二驱动单元连接至第二电流控制设备的 控制端，用于提供用于周期性地接通和关断第二电流控制设备的第 二控制信号。
根据示例性实施例，第一控制信号与第二控制信号相同。
根据示例性实施例，第一电流控制设备和第二电流控制设备可 以是MOSFET。
根据示例性实施例，上述电路结构还可以包括用于生成主用模 块的主输出电压和辅输出电压的第一平面变压器。
根据示例性实施例，上述电路结构还可以包括用于生成备用模 块的主输出电压和辅输出电压的第二平面变压器。
根据本发明的另一方面的实施例，提供有一种在操作状态与备 用状态之间可切换的电路结构。该电路结构包括：主输出电压，用 于经由电流控制设备对负载供电，该电流控制设备被配置成在电路 结构处于操作状态时控制流经负载的电流；以及辅输出电压，用于 在电路结构处于备用状态时对电流控制设备供电以使得电流控制设 备处于接通状态。另外，该辅输出电压被配置成小于该主输出电压。
根据示例性实施例，辅输出电压还可以被配置成向电流控制设 备提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得电流控制设备处于 其饱和区域的电压。
根据示例性实施例，上述电路结构还可以包括在主输出电压与 负载之间的第一开关以及在辅输出电压与电流控制设备之间的第二 开关。在这一实施例中，该第一开关和该第二开关互锁。
根据示例性实施例，电流控制设备可以是MOSFET。
根据本发明的另一方面的实施例，提供有一种用于降低包括主 用模块和备用模块的设备的功耗的方法。该方法包括：通过主用模 块的主输出电压经由第一电流控制设备对负载供电，其中该第一电 流控制设备控制流经负载的电流；当主用模块失效时，通过备用模 块的主输出电压经由第二电流控制设备对负载供电，其中该第二电 流控制设备控制流经负载的电流；以及当备用模块处于备用状态时， 通过备用模块的辅输出电压对第二电流控制设备供电以使得第二电 流控制设备处于接通状态。另外，该备用模块的辅输出电压小于该 备用模块的主输出电压。
根据示例性实施例，备用模块的辅输出电压向第二电流控制设 备提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得第二电流控制设备 处于其饱和区域的电压。
根据示例性实施例，上述方法还可以包括：当主用模块处于备 用状态时，通过该主用模块的辅输出电压对第一电流控制设备供电 以使得第一电流控制设备处于接通状态。在这一实施例中，该主用 模块的辅输出电压小于该主用模块的主输出电压。
根据示例性实施例，主用模块的辅输出电压大于或等于用于使 得第一电流控制设备处于其饱和区域的电压。
根据示例性实施例，主用模块可以包括在主用模块的主输出电 压与负载之间的第一开关以及在主用模块的辅输出电压与第一电流 控制设备之间的第二开关。在这一实施例中，该第一开关和该第二 开关互锁。
根据示例性实施例，备用模块可以包括在备用模块的主输出电 压与负载之间的第三开关以及在备用模块的辅输出电压与第二电流 控制设备之间的第四开关。在这一实施例中，该第三开关和该第四 开关互锁。
根据示例性实施例，第一开关和第三开关互锁。
根据示例性实施例，第一电流控制设备和第二电流控制设备可 以是MOSFET。
与现有技术中的解决方案相比，本发明的实施例中提供的电路 结构和方法的主用模块和备用模块的功耗非常低并且有利于散热。
在结合附图阅读时，根据对特定实施例的以下描述，本发明的 实施例的其他特征和优点将变得清楚。这些附图通过举例的方式图 示本发明的实施例的原理。
附图说明
下面，参考附图，在示例的意义上更详细地呈现本发明的实施 例并且说明其优点，在附图中：
图1示意性地图示根据现有技术的电路结构；
图2示意性地图示根据本发明的第一方面的实施例中的一个实 施例的电路结构；
图3示意性地图示现有技术的MOSFET的输出特性；
图4示意性地图示根据本发明的第一方面的实施例中的另一实 施例的电路结构；
图5示意性地图示可以在本发明的实施例中使用的平面变压器； 以及
图6示意性地图示根据本发明的第二方面的实施例中的一个实 施例的电路结构。
具体实施方式
应当理解，虽然本说明书包含很多具体的实现细节，然而这些 具体的实现细节不应当被理解为对任何发明的范围或者请求保护的 范围的限制，而是应当被理解为对可能特定于特定发明的特定实施 例的特征的描述。在本说明书中在单独的实施例的情境中所描述的 某些特征也可以结合单个实施例来实现。相反，在单个实施例的情 境中所描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或者在任何合适 的子组合中实现。另外，虽然以上特征可以被描述为某些组合中的 动作并且甚至初始被请求保护为某些组合中的动作，然而来自请求 保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中被排 除，并且所请求保护的组合可能涉及子组合或者子组合的变型。
在下文中，将参考示例性实施例来描述本发明的机制和精神。 应当理解，这些实施例仅被提供以促进本领域技术人员理解以及进 而实现本发明，而非用于以任何方式限制本发明的范围。
在本发明的第一方面的实施例中，提供有一种用于降低冗余的 模拟输出模块中的功耗的电路结构。在下文中，将参考图2至图5 来描述根据本发明的第一方面的实施例的电路结构。
图2示意性地图示根据本发明的第一方面的实施例中的一个实 施例的电路结构。
如图2所示，根据第一实施例的电路结构包括主用模块22和备 用模块或备份模块24。在示例性实施例中，主用模块22可以包括主 输出电压221，该主输出电压221被配置成在主用模块22处于主用 状态时经由第一电流控制设备222对负载26供电。当主用模块22 处于主用状态时，流经该负载26的电流可以通过向第一电流控制设 备222的控制端施加控制信号来控制。
另外，如图2所示，备用模块24包括主输出电压241，该主输 出电压241被配置成在主用模块22失效(例如在该主用模块22中 发生错误)时经由第二电流控制设备242对负载26供电。当备用模 块24处于主用状态时，流经该负载26的电流可以通过向第二电流 控制设备242的控制端施加控制信号来控制。
本领域技术人员可以容易理解，本说明书的情境中的“主用状 态”表示模块处于通过该模块对负载供电的操作状态，并且“备用 状态”表示该模块准备好并且只要处于“主用”状态的模块失效则 将对负载供电的“休眠”状态。
另外，如图2所示，备用模块24还可以包括辅输出电压243。 该辅输出电压243可以在备用模块24处于备用状态时对第二电流控 制设备242供电以使得该第二电流控制设备242处于接通状态。在 这一实施例中，当备用模块24处于备用状态时，该第二电流控制设 备242通过辅输出电压243而非主输出电压241供电以保持处于接 通状态。根据本发明的实施例，即使在备用模块24处于备用状态时， 该第二电流控制设备242也始终处于接通状态，所以能够在主用模 块22失效时进行主用模块22与备用模块24之间的稳定切换。
此外，在这一实施例中，辅输出电压243被配置成小于备用模 块24的主输出电压241。在如图1所示的现有技术的解决方案中， 当备用模块处于备用状态时，该备用模块的电流控制设备施加有该 备用模块的主输出电压。由于备用模块的主电压相对较高，所以在 该备用模块24处于备用状态时该备用模块24的功耗非常高，并且 不利于散热。在本发明的这一实施例中，在备用模块24处于备用状 态时，该备用模块24的辅输出电压243对第二电流控制设备242供 电，以使得该第二电流控制设备242处于接通状态。因此，向该第 二电流控制设备242施加的电压将从主输出电压241降低至辅输出 电压243，从而显著降低该备用模块24的功耗。优选地，在这一实 施例中，主输出电压241可以是辅输出电压243的三倍。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，主用模块22还可以 包括辅输出电压223。与备用模块24的辅输出电压243类似，该辅 输出电压223可以在主用模块22处于备用状态时对第一电流控制设 备222供电，以使得该第一电流控制设备222处于接通状态。在这 一实施例中，当主用模块22处于备用状态时，第一电流控制设备222 通过辅输出电压223而非主输出电压221供电以保持处于接通状态。 由于第一电流控制设备222即使在主用设备22处于备用状态时也始 终处于接通状态，因此能够在备用模块24失效时进行主用模块22 与备用模块24之间的稳定切换。在这一实施例中，辅输出电压223 被配置成小于主用模块的主输出电压221。因此，当主用模块22处 于备用状态时，从主用模块22到第一电流控制设备222的输出电压 将从主输出电压221降低至辅输出电压223，从而显著降低该主用模 块22的功耗并且有利于散热。优选地，该主输出电压221是辅输出 电压223的三倍。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，主用模块22可以包 括在主输出电压221与第一负载26之间的第一开关224以及在辅输 出电压223与第一电流控制设备222之间的第二开关225。在这一实 施例中，第一开关224和第二开关225互锁。因此，能够避免开关 224和225二者同时开启或者闭合，以便确保主输出电压221和辅输 出电压223不会同时操作。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，备用模块24还可以 包括在主输出电压241与第一负载26之间的第三开关244以及在辅 输出电压243与第二电流控制设备242之间的第四开关245。在这一 实施例中，第三开关244和第四开关245互锁。因此，能够避免开 关244和245二者同时开启或者闭合，以便确保备用模块24的主输 出电压241和辅输出电压243不会同时操作。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，主用模块22的第一 开关224和备用开关24的第三开关244互锁。因此，能够确保主用 模块22与备用模块24之间的稳定切换，并且能够确保主用模块22 和备用模块24中的一个对第一负载26供电。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，主用模块22可以包 括第一驱动单元226，该第一驱动单元226连接至第一电流控制设备 222的控制端，用于提供用于周期性地接通和关断该第一电流控制设 备222的第一控制信号，从而实现在主用模块处于操作状态时对经 过第一负载26的电流的调整。
另外，备用模块24可以包括第二驱动单元246，该第二驱动单 元246连接至第二电流控制设备242的控制端，用于提供用于周期 性地接通和关断该第二电流控制设备242的第二控制信号，从而实 现在备用模块24处于操作状态时对经过第一负载26的电流的调整。 优选地，第一控制信号与第二控制信号相同。
在本发明的示例性实施例中，如图2所示，第一电流控制设备 222和第二电流控制设备224是MOSFET。然而，应当理解，本发 明不限于所图示和提供的特定实施例，其他类型的晶体管(例如三 极管)也可以被应用于本发明。
图3示意性地图示MOSFET的输出特性。在图3中，水平轴表 示MOSFET的漏-源极电压V_DS，竖直轴表示MOSFET的漏极电流。 如图3所示，当MOSFET处于其饱和区域时，只要V_GS(MOSFET 的栅-源极电压)固定，从漏极到源极的电压(即图2所示的主用模 块22和备用模块24的输出电压)的变化都不影响MOSFET的漏极 电流的变化。
因此，主输出电压223还可以被配置成大于或等于如下电压， 该电压是用于使得第一电流控制设备MOSFET 222能够在其饱和区 域中操作的电压。辅输出电压243可以被配置成大于或等于如下电 压，该电压是用于使得第二电流控制设备MOSFET 242能够在其饱 和区域操作的电压。在这种情况下，经过负载26的电流可以通过向 第一电流控制设备和第二电流控制设备的控制端(MOSFET的栅极) 所施加的控制信号来调整。
在本发明的示例性实施例中，如果向第一电流控制设备222所 施加的第一控制信号与向第二电流控制设备242所施加的第二控制 信号相同，则经过第一电流控制设备222的电流与经过第二电流控 制设备242的电流相同。因此，可以实现主用模块22与备用模块24 的平稳切换。
参考图4，下面给出可用在本发明的实施例中的驱动单元的示 例。图4示意性地图示根据本发明的第一方面的实施例中的另一实 施例的电路结构。
图2的实施例与图4的实施例之间的主要区别在于，图4提供 了驱动单元的详细结构。为了清楚而省略了关于相同元件的详细描 述。
如图4所示，图2所示的第一驱动单元226可以包括第一电阻 230、第一电容227、第二电阻228和第一运算放大器229。第一电 阻230的第一端连接至第一MOSFET 222的栅极，并且该第一电阻 230的第二端连接至第一电容227的第一端。该第一电容227的第二 端连接至第二电阻228的第一端。该第二电阻228的第二端连接至 该第一MOSFET 222的源极。第一运算放大器229的正输入端连接 至第一电平信号，该第一电平信号等于流经负载26的电流与第一采 样电阻231的乘积，该第一运算放大器229的负输入端连接至第一 电容227的第二端，以及该第一运算放大器229的输出端连接至第 一电容227的第一端。
如图4所示，图2所示的第二驱动单元246可以包括第三电阻 250、第二电容247、第四电阻248和第二运算放大器249。第三电 阻250的第一端连接至第二MOSFET 242的栅极，该第三电阻250 的第二端连接至第二电容247的第一端。该第二电容247的第二端 连接至第四电阻248的第一端，以及该第四电阻248的第二端连接 至该第二MOSFET 242的源极。第二运算放大器249的正输入端连 接至第二电平信号，该第二电平信号等于流经负载26的电流与第二 采样电阻251的乘积，该第二运算放大器249的负输入端连接至第 二电容247的第二端，以及该第二运算放大器249的输出端连接至 第二电容247的第一端。
应当理解，图4中的驱动单元的结构仅是示意性的，现有技术 中的其他已知的结构也可以应用于本发明。
图5示意性地图示根据本发明的一个实施例的、可以用来生成 备用模块和主用模块的主输出电压和辅输出电压的平面变压器。
如图5所示，该平面变压器生成主用模块22的主输出电压221 和辅输出电压223。类似地，平面变压器生成备用模块24的主输出 电压241和辅输出电压243。图5的平面变压器结构在现有技术中已 知，并且为了清楚而省略了其详细描述。
优选实施例描述由平面变压器生成的输出电压的特定实现。然 而，应当注意，本发明不限于所图示和所提供的特定实施例，在本 发明的范围内可以做出各种修改，例如由其他类型的变压器所提供 的输出电压。
在本发明的第二方面的实施例中，还提供有一种在操作状态和 备用状态之间可切换的电路结构。在下文中，将参考图6来描述根 据本发明的第二方面的电路结构。
图6示意性地图示根据本发明的第二方面的实施例的在操作状 态与备用状态之间可切换的电路结构。如图6所示，该电路结构包 括主输出电压61，该主输出电压61用于在该电路结构处于操作状态 时经由电流控制设备63对负载62供电。该电流控制设备63被配置 成控制流经该负载62的电流。该电路结构还包括辅输出电压64，该 辅输出电压64用于在该电路结构处于备用状态时对电流控制设备 63供电，以使得电流控制设备63处于接通状态。在这一实施例中， 辅输出电压64小于主输出电压61。
在本发明的示例性实施例中，如图6所示，辅输出电压64还被 配置成向电流控制设备63提供如下电压，该电压是大于或等于用于 使得电流控制设备63处于其饱和区域的电压。
另外，如图6所示，上述电路结构还包括在主输出电压61与负 载62之间的第一开关65以及在辅输出电压64与电流控制设备63 之间的第二开关66。在这一实施例中，第一开关65和第二开关66 互锁。
另外，如图6所示，电流控制设备63是MOSFET。应当理解， 其他类型的晶体管也可以应用于本发明。
另外，图6所示的电路结构可以是主用模块或者备用模块。
下面结合图2的电路结构来描述根据本发明的实施例的用于降 低包括主用模块22和备用模块24的设备的功耗的方法。
根据本发明的实施例的用于降低功耗的方法包括：通过主用模 块22的主输出电压221经由第一电流控制设备222对负载26供电。 该第一电流控制设备222控制流经该负载26的电流。
另外，上述方法包括：在主用模块22失效时，通过备用模块24 的主输出电压241经由第二电流控制设备242对负载26供电。该第 二电流控制设备242控制流经该负载26的电流。
另外，上述方法包括：当备用模块24处于备用状态时，通过备 用模块24的辅输出电压243对第二电流控制设备242供电以使得该 第二电流控制设备242处于接通状态。在这一实施例中，备用模块 24的辅输出电压243小于该备用模块24的主输出电压241。在示例 性实施例中，备用模块24的辅输出电压243向第二电流控制设备242 提供如下电压，该电压是大于或等于用于使得第二电流控制设备242 处于其饱和区域的电压。
另外，上述方法还可以包括：当主用模块22处于备用状态时， 通过主用模块22的辅输出电压223对第一电流控制设备222供电以 使得该第一电流控制设备222处于接通状态。主用模块22的辅输出 电压223小于该主用模块22的主输出电压221。在示例性实施例中， 主用模块22的辅输出电压大于或等于用于使得第一电流控制设备 222处于其饱和区域的电压。
在示例性实施例中，主用模块22包括在主用模块22的主输出 电压221与负载26之间的第一开关224以及在主用模块22的辅输 出电压223与第一电流控制设备222之间的第二开关225，其中第一 开关224和第二开关225互锁。
在示例性实施例中，备用模块24包括在备用模块24的主输出 电压241与负载26之间的第三开关244以及在备用模块24的辅输 出电压243与第二电流控制设备242之间的第四开关245。另外，第 三开关244和第四开关245互锁。
另外，在示例性实施例中，第一开关224和第三开关244互锁。
在示例性实施例中，第一电流控制设备222和第二电流控制设 备224是MOSFET。
通过研习附图、本发明的实施例的公开内容以及所附权利要求， 本领域技术人员可以在实现本发明的过程中理解和实现所公开的实 施例的其他修改。在权利要求中，“包括”不排除其他元件或步骤， 并且“一”或者“一个”不排除多个的概念。在彼此不同的从属权 利要求中说明特定元件的简单事实并不表明不能有利地使用这些元 件的组合。权利要求中的附图标记不应当被理解为限制权利要求的 范围。
虽然已经参考当前考虑过的实施例描述了本发明，然而应当理 解，本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明意在覆盖落入所 附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。所附权利要求 的范围与最宽解释一致并且覆盖所有这样的修改以及等同结构和功 能。