专利名称：主从式电流分配电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主从式电流分配电路，特别是涉及一种应用于电源供应器并联系统的主从式电流分配电路。
背景技术：
请参阅图1(a)，其为一已知技术中应用于电源供应器并联系统的主从式电流分配电路，其中，主从式电流分配电路1由电压放大器11、阻抗12、功率转换级单元13、电流检测单元14、等效二极管15、可调式放大器16、以及加法单元17所共同构成。通过主从式电流分配电路1与二个并联的电源供应器PS1、PS2电连接，以达成稳定分配电源供应器PS1、PS2的输出电压与输出电流的目的。
在主从式电流分配电路1当中，必须加入一种能隙电压以防止电源供应器PS1、PS2彼此之间产生并联误差，造成输出上的不稳定，如等效二极管15便是分离元件(Discrete Component)在其线性操作区域(大约是0～0.4V)内产生非线性状况的一种方法。但这种能隙电压在较大值时反而会使得电源供应器PS1、PS2的输出产生不稳定现象。
为了克服这个问题，已知技术中出现了一种解决方法，即是以电压调降方法(Droop Method)设定主从式电流分配电路1从零负载至最大负载取一操作斜率(slope)＝ΔV/Vomax，其中ΔV为主从式电流分配电路1可使用的电压范围，而Vomax为输出电压的最大值。然而，这种方法的缺点是，当ΔV越小或是Vomax越大时，并联的电源供应器的误差会变大而使得二者无法于轻负载时并联(如图1(b)所示)，同时电源供应器彼此之间的电压必须非常小，而且，因为温度漂移或是元件、零件的误差也会造成电源供应器无法并联的现象。
发明内容
鉴于上述已知技术中的缺陷，提出了本发明的主从式电流分配电路。
本发明的主要构想为提出一种主从式电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从式电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元，其一输入端连接于该功率转换级单元的该输出端与该负载；一等效二极管，其一输入端连接于该电流检测单元的一输出端，其一输出端连接于该电源供应器并联系统；一可调式放大器，其一反向输入端连接于该电流检测单元的该输出端与该等效二极管的该输入端，其一非反向输入端连接于该等效二极管的该输出端与该电源供应器并联系统；一加法单元，连接于该电压放大器的一非反向输入端与该可调式放大器的一输出端；以及一有源电压调降(Active Droop)单元，连接于该电流检测单元的该输出端；其中，通过该有源电压调降单元在该负载小于一默认值时，线性调整该主从式电流分配电路所具有的一操作电压参考值，以降低该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一误差。
根据上述构想，其中该电压放大器还具有一负反馈电路。
根据上述构想，其中该负反馈电路由一阻抗所构成。
根据上述构想，其中该操作电压参考值为该输出电压的1％～5％。
根据上述构想，其中该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间还具有一能隙(gap)电压调变单元，用以调变该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间所具有的一能隙电压。
根据上述构想，其中该能隙电压调变单元在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，并在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一不稳定现象。
根据上述构想，其中该电压放大器与该可调式放大器还连接于一软启动电路。
根据上述构想，其中该软启动电路用以将该主从式电流分配电路输出至该负载的一输出电压反馈至该软启动电路，启动该软启动电路并同步于该输出电压的一比例值，以降低该第二电源供应器在该第一电源供应器之后工作时，在该输出电压所产生的一突波电压值。
根据上述构想，其中该比例值为90％～95％。
本发明通过下列附图及详细说明，得以一更详细的了解。
图1(a)是已知技术中应用于电源供应器并联系统的主从式电流分配电路；图1(b)是图1(a)的并联误差降低前的波形图(不具有有源电压调降单元)；图2(a)是本发明一较佳实施例的主从式电流分配电路方框图；图2(b)是根据图2(a)绘制的有源电压调降单元调变波形图；图3(a)是本发明另一较佳实施例的主从式电流分配电路方框图(兼具有能隙电压调变单元及软启动电路)；图3(b)是图3(a)的能隙电压调变单元调变波形图；图3(c)是图(a)的并联误差降低后的波形图(兼具有有源电压调降单元及能隙电压调变单元)；图3(d)是图3(a)的软启动波形图；图3(e)是图1(a)的突波现象波形图；图3(f)是另一已知技术的软启动波形图；以及图4是本发明又一较佳实施例的主从式电流分配电路的实际电路图。
本发明附图中所包含的各元件的标号说明如下1、2、3、4 主从式电流分配电路11、21、31 电压放大器12、22、32 阻抗13、23、33 功率转换级单元14、24、34 电流检测单元2415、25、35 等效二极管16、26、36 可调式放大器17、27、37 加法单元392、42软启动电路391、41能隙电压调变单元
28、38、43 有源电压调降单元PS1 第一电源供应器PS2 第二电源供应器具体实施方式
请参阅图2(a)，其为本发明一较佳实施例的主从式电流分配电路方框图，其中，主从式电流分配电路2应用于第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联所构成的电源供应器并联系统中。主从式电流分配电路2由电压放大器21、阻抗22所构成的负反馈电路、功率转换级单元23、电流检测单元24、等效二极管25、可调式放大器26、加法单元27、以及有源电压调降(ActiveDroop)单元28所构成。其中，功率转换级单元23的输入端连接于电压放大器21的输出端、输出端则连接于一负载，电流检测单元24的输入端连接于功率转换级单元23的输出端与该负载，等效二极管25的输入端连接于电流检测单元24的输出端、输出端则连接于第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2，可调式放大器26的反向输入端连接于电流检测单元24的输出端与等效二极管25的输入端、非反向输入端则连接于等效二极管25的输出端与第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2，加法单元27连接于电压放大器21的非反向输入端与可调式放大器26的输出端，有源电压调降单元28则连接于电流检测单元24的输出端。
请参阅图2(b)，其为根据图2(a)绘制的有源电压调降单元调变波形图，其调变方法是，有源电压调降单元28用以在该负载小于一默认值时(轻载)，线性调整该主从式电流分配电路3所具有的一操作电压参考值，也就是该输出电压最大值的1％～5％，使得主从式电流分配电路3的操作线性斜率为ΔV(＝Vo×A)/(Io×B)，其中A＝1％～5％(比例值)，而B＝5％～10％(比例值)，此为建议的操作线性斜率，其中ΔV为主从式电流分配电路3可使用的电压范围，而Vo为该输出电压。
此法可提升主从式电流分配电路3的操作线性度及准确性，使得主从式电流分配电路3可在较小负载及第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2的输出电压差较为宽松的情形下，降低第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联时所产生的误差于一轻载条件之下。
请参阅图3(a)，其为本发明另一较佳实施例的主从式电流分配电路方框图，其中，主从式电流分配电路3也可选择性地分别或同时具有能隙电压调降单元391以及软启动电路392。
能隙电压调变单元392连接于电流检测单元34的输出端与可调式放大器36的非反向输入端之间，用以调变电流检测单元34的输出端与可调式放大器36的非反向输入端之间所具有的一能隙电压。其调变方法是(请参阅图3(b))，在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，或是在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联于轻载时所产生的一不稳定现象，并降低二者之间的并联误差于重载状态。并联误差降低之后的波形图如图3(c)所示，由图中可看出，相对于图1(b)，第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2不论并联于轻载或重载时均极为稳定。
另外，通过将主从式电流分配电路3输出至该负载的一输出电压反馈至软启动电路392，将软启动电路392的启动点设于b点(请参阅图3(d))、并同步于该输出电压的90％(建议的比例值)，以便有效降低第二电源供应器PS2在第一电源供应器PS1工作中以热插入的方式加入并联系统时，造成电源供应器PS1的输出电压的波形上的突波电压值。
由图3(d)的波形图可知，软启动电路392的启动点设于该输出电压为b点、并且同步于该输出电压的90％～95％之时，电源供应器PS1以及第二电源供应器PS2的输出电压波形上的突波电压值便被有效抑制。因此，软启动电路392不但可解决在并联系统中，当电源供应器PS1正常输出、而电源供应器PS2以热插入(hot-plugging)的方式加入并联系统时，所造成电源供应器PS1的输出电压的波形产生一信号过激(overshoot)的突波现象(如图3(e)所示)。同时，也改善了已知技术中，为了解决此问题而在主从电流分配电路1中加入一软启动电路，但却将运作起始点设于图中a点、同步于并联系统的输出电压Vo，所造成软启动功能不够完全、仍有少许的突波产生的问题(如图3(f)所示)。
请参阅图4，其为本发明又一较佳实施例的主从式电流分配电路的实际电路图，其中最上方的虚线框表示能隙电压调变单元41，最下方的虚线框表示有源电压调降单元43，中间的虚线框表示软启动电路42。主从式电流分配电路4在实际配置上，能隙电压调变单元41以及软启动电路42可以选择性地分别或同时与有源电压调降单元43配置，以发挥稳定第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联状态的功效，其中UVLO表示电压过低锁定，OP表示放大器，Buff表示缓冲器。
本发明可由本领域技术人员进行各种修饰，然而其均应涵盖在本发明的申请专利范围之内。
权利要求
1.一种主从式电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从式电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元，其一输入端连接于该功率转换级单元的该输出端与该负载；一等效二极管，其一输入端连接于该电流检测单元的一输出端，其一输出端连接于该电源供应器并联系统；一可调式放大器，其一反向输入端连接于该电流检测单元的该输出端与该等效二极管的该输入端，其一非反向输入端连接于该等效二极管的该输出端与该电源供应器并联系统；一加法单元，连接于该电压放大器的一非反向输入端与该可调式放大器的一输出端；以及一有源电压调降单元，连接于该电流检测单元的该输出端；其中，通过该有源电压调降单元在该负载小于一默认值时，线性调整该主从式电流分配电路所具有的一操作电压参考值，以降低该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一误差。
2.如权利要求1所述的主从式电流分配电路，其中该电压放大器还具有一负反馈电路。
3.如权利要求2所述的主从式电流分配电路，其中该负反馈电路由一阻抗所构成。
4.如权利要求1所述的主从式电流分配电路，其中该操作电压参考值为该输出电压的1％～5％。
5.如权利要求1所述的主从式电流分配电路，其中该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间还具有一能隙电压调变单元，用以调变在该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间所具有的一能隙电压。
6.如权利要求5所述的主从式电流分配电路，其中该能隙电压调变单元在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，并在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一不稳定现象。
7.如权利要求6所述的主从式电流分配电路，其中该电压放大器与该可调式放大器还连接于一软启动电路。
8.如权利要求7所述的主从式电流分配电路，其中该软启动电路用以将该主从式电流分配电路输出至该负载的一输出电压反馈至该软启动电路，启动该软启动电路并同步于该输出电压的一比例值，以降低该第二电源供应器在该第一电源供应器之后工作时，在该输出电压所产生的一突波电压值。
9.如权利要求8所述的主从式电流分配电路，其中该比例值为90％～95％。
全文摘要
本发明提供一种主从式电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从式电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元；一等效二极管；一可调式放大器；一加法单元；以及一有源电压调降(Active Droop)单元，连接于该电流检测单元的该输出端；其中，通过该有源电压调降单元在该负载小于一默认值时，线性调整该主从式电流分配电路所具有的一操作电压参考值，以降低该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一误差。
文档编号H02J1/10GK1738140SQ20041005782
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月18日 优先权日2004年8月18日
发明者黄志雄 申请人:台达电子工业股份有限公司