开关电源的平均电流自动均流电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种开关电源的平均电流自动均流电路，其至少包括：输出电流检测单元、均流调节单元、输出电压调节单元、微程序控制器、均流开关和均流母线；其中，输出电流检测单元、均流调节单元和输出电压调节单元依次连接，微程序控制器、均流开关和均流母线依次环形连接，输出电流检测单元再与微程序控制器连接，均流调节单元再与均流开关连接。本发明的开关电源的平均电流自动均流电路具有负载电流检测放大功能、均流功能、输出电压调节功能和母线控制功能，能完全切除故障整流模块对系统的影响。
【专利说明】开关电源的平均电流自动均流电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种均流电路，特别是涉及一种开关电源的平均电流自动均流电路。【背景技术】
[0002]在现代开关电源追求模块化和标准化的背景下，为了输出比较大的功率，特别是为了得到比较大的负载电流时，采用并联似乎成为唯一的方法。但由于各个电源的参数的分散性，使得每个电源的开路电压和内阻均会存在差异。通常开关电源的内阻都非常小，因此开路电压很小的差异就会导致各个电源的输出电流有较大的差异。这种状态会导致各个电源带的负载电流不平衡，造成各个电源寿命不一致，以至于达不到可靠性和稳定性的要求。
[0003]要实现负载电流在各个电源中的平均分配，一般采用电压环和电流环的多环控制。在均流控制电路中，首先要提取各个电源单独的负载电流信号，依照不同的均流方法，得到电流误差信号；然后将该电流误差信号送到电压调节环，调节电压给定，通过不同的控制模式对各个电压进行比较和整定；最后得到满足均流条件的输出调节电压。因此，对并联系统的均流控制，实质上是要实现对输出电压的最佳控制。均流的实现既可以从硬件上实现，也可以通过软件来实现。目前，在开关电源并联系统中最常见的均流控制方法有阻抗调整法、主从电源法、平均电流自动均流法、最大电流自动均流法、热效应均流法以及数字均流法等。
[0004]其中，平均电流自动均流法不需要外部控制器，仅用单一均流母线连接所有电源即可。此种均流方法完全是建立在一个数学模拟电路的基础上。然而，平均电流自动均流法也存在自身的缺陷。当均流母线或者均流母线上某一模块发生故障时，会使均流母线电压下降，从而使得各个电源模块输出的电压下降，引发整个系统不能正常工作。
[0005]参照图1，现有技术中，开关电源的平均电流均流电路包括输出电流检测单元11、均流调节单元12、输出电压调节单元13和均流母线14。其中，输出电流检测单元11检测电源模块的输出电流，并把输出电流信号转换为一个与输出电流成比例的电压信号，然后把该电压信号送至均流调节单元12。均流调节单元12把均流母线14上的电压信号和输出电流检测单元输出的电压信号进行比较放大，然后输出一个误差信号送至输出电压调节单元13。输出电压调节单元13调节电源模块的输出电压，从而调整输出电流达到均流的目的。
[0006]然而，上述平均电流自动均流法利用MOS管来连接均流母线。当电源模块出现故障时，MOS管关断，电源模块就自动从均流母线上切除。但是由于MOS管的体内二极管存在，致使均流效果不好，甚至不能切除故障。
【发明内容】
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源的平均电流自动均流电路，当均流母线发生故障或者电源模块发生故障时，能够把故障电源模块从均流母线上切除，并且均流调节的范围不会超出电源模块的稳压精度。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供了一种开关电源的平均电流自动均流电路，其至少包括:输出电流检测单元、均流调节单元、输出电压调节单元、微程序控制器、均流开关和均流母线；
[0009]其中，输出电流检测单元、均流调节单元和输出电压调节单元依次连接，微程序控制器、均流开关和均流母线依次环形连接，输出电流检测单元再与微程序控制器连接，均流调节单元再与均流开关连接。
[0010]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述输出电流检测单元检测电源模块的输出电流，并把输出电流信号转换为一个与输出电流成比例的电压信号，然后把所述电压信号分别送至所述微程序控制器和所述均流调节单元。
[0011]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述均流调节单元把均流母线上的电压信号和输出电流检测单元输出的电压信号进行比较放大，然后输出一个误差信号送至所述输出电压调节单元。
[0012]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述输出电压调节单元调节电源模块的输出电压。
[0013]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:当所述微程序控制器检测到电源模块故障时，微程序控制器发出信号，通过控制所述均流开关的吸合和断开，把故障电源t吴块切除。
[0014]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:在所述微程序控制器里设置有均流开机延时，且设置的均流开机延时小于电源开机延时最大值。
[0015]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述微程序处理器根据所述均流母线上的电压判断所述均流母线是否短路，且在发生短路时，及时发出警报。
[0016]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述微程序控制器根据均流母线上的电压信号和所述输出电流检测单元输出的电压信号对电源模块的输出电压进行判断，从而控制电源模块的输出电压的调节。
[0017]进一步地，根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:当所述均流母线上的电压信号等于所述输出电流检测单元输出的电压信号时，所述微程序处理器不调节电源模块的输出电压。
[0018]根据上述的开关电源的平均电流自动均流电路，其中:所述输出电压调节单元调节的电源模块输出电压不超过电源模块输出电压的稳压精度。
[0019]如上所述，本发明的开关电源的平均电流自动均流电路，具有以下有益效果:
[0020](I)具有负载电流检测放大功能、均流功能、输出电压调节功能和母线控制功能，能完全切除故障整流模块对系统的影响，从而使本发明的平均电流均流电路更具实用性；
[0021](2)本发明的开关电源的平均电流自动均流电路的均流不平衡度小于等于±5%。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1显示为现有技术中的开关电源的平均电流自动均流电路的结构示意图；
[0023]图2显示为本发明的开关电源的平均电流自动均流电路的结构示意图；
[0024]图3显示为本发明的开关电源的平均电流自动均流电路的电路结构图。【具体实施方式】
[0025]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0026]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0027]参照图2，本发明的开关电源的平均电流均流电路包括输出电流检测单元21、均流调节单元22、输出电压调节单元23、微程序控制器26、均流开关25和均流母线24。其中，输出电流检测单元21、均流调节单元22和输出电压调节单元23依次连接，微程序控制器26、均流开关25和均流母线24依次环形连接，输出电流检测单元21再与微程序控制器26连接，均流调节单元22再与均流开关25连接。具体地，输出电流检测单元21检测电源模块的输出电流，并把输出电流信号转换为一个与输出电流成比例的电压信号，然后把该电压信号分别送至微程序控制器26和均流调节单元22。微程序控制器26根据输入的电压信号对电源模块的输出电压进行判断从而控制电源模块的输出电压的调节，以及在检测到电源模块故障时切除电源模块。均流调节单元把均流母线24上的电压信号和输出电流检测单元21输出的电压信号进行比较放大，然后输出一个误差信号送至输出电压调节单元23。输出电压调节单元23调节电源模块的输出电压，从而调整输出电流达到均流的目的。当微程序控制器26检测到电源模块故障时，微程序控制器发出信号，通过控制均流开关的吸合和断开，把故障电源模块切除。
[0028]本发明的开关电源的平均电流自动均流电路的利用微程序处理器对均流母线上的电压和检测到的输出电压进行比较、判断，发出一个控制相应的电源模块连接到均流母线上的信号，从而通过继电器的动作控制相应的电源模块的接入和切除，并根据均流母线上的电压判断均流母线是否短路，且在发生短路时，及时发出警报。
[0029]参照图3，在刚开机时，开关电源的各个模块输出电压的建立需要一定的时间，并且每个模块的输出电压建立的时间也有差异，因此，不宜立即接入均流母线，否则会影响电源的正常启动。因此，在微程序控制器里设置一个均流开机延时，只要设置的均流开机延时小于电源开机延时最大值即可。在延迟时间里，微程序控制器输出一个低电平的控制信号，MOS管Ql不导通，继电器RLl不工作，其常开触点保持常开，所以电源模块没有接入均流母线，各个模块自行启动，均流电路不工作。
[0030]当微程序控制器检测到输出电压建立起来后，并延时时间到达，微程序控制器发出一个高电平，Ql导通，继电器RLl的常开触点吸合，把电源模块和均流母线连接起来，均流电路开始工作。输出电流检测单元的输出电流1通过电阻R4检测，转换成一个电压，经过运算放大器UlA的放大，得到一个和输出电流成线性的一定比例的电压，该电压经过一个由R11、C4组成的滤波器接到U2A的同相输入端。其中，U2A是一个电压跟随器，起阻抗转换的作用，从而减小微程序控制器对输出电流检测的影响，以减小对均流的影响。U2B也是一个电压跟随器，把均流母线上的电压输入到微程序控制器里，用来检测均流母线的状态。当均流母线发生短路故障时，均流母线电压为零，微程序控制器检测到这个值后，会发出警报或进行相应的一系列的动作。
[0031]开关电源正常工作时，当均流母线上的电压等于运算放大器UlA的输出电压时，比较放大器UlB的输出为零，均流电路不调节电源模块的输出电压。当均流母线上的电压不等于运算放大器UlA的输出电压时，经过比较放大器UlB的调节，输出一个调节电压，调节电压的大小可以通过调整R9的参数来更改，叠加在参考电压上，从而调节电源模块的输出电压。通过选取合适的参数，均流电路调节的输出电压不会超过电源模块输出电压的稳压精度，最终使均流母线上的电压等于电流放大器UlA输出的电压。
[0032]电源模块发生故障时，当微程序控制器检测到输出电压不正常和输出电流为零时，微程序控制器判断电源模块发生故障，会发出一个低电平的信号，把Ql关断，继电器RLl失电，常开触点断开，从而把故障的电源模块从均流母线上切除，不影响系统的正常工作。
[0033]综上所述，本发明的开关电源的平均电流自动均流电路具有负载电流检测放大功能、均流功能、输出电压调节功能和母线控制功能，能完全切除故障整流模块对系统的影响，且本发明的开关电源的平均电流自动均流电路的均流不平衡度小于等于±5%。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0034]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于，至少包括:输出电流检测单元、均流调节单元、输出电压调节单元、微程序控制器、均流开关和均流母线； 其中，输出电流检测单元、均流调节单元和输出电压调节单元依次连接，微程序控制器、均流开关和均流母线依次环形连接，输出电流检测单元再与微程序控制器连接，均流调节单元再与均流开关连接。
2.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述输出电流检测单元检测电源模块的输出电流，并把输出电流信号转换为一个与输出电流成比例的电压信号，然后把所述电压信号分别送至所述微程序控制器和所述均流调节单元。
3.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述均流调节单元把均流母线上的电压信号和输出电流检测单元输出的电压信号进行比较放大，然后输出一个误差信号送至所述输出电压调节单元。
4.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述输出电压调节单元调节电源模块的输出电压。
5.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:当所述微程序控制器检测到电源模块故障时，微程序控制器发出信号，通过控制所述均流开关的吸合和断开，把故障电源模块切除。
6.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:在所述微程序控制器里设置有均流开机延时，且设置的均流开机延时小于电源开机延时最大值。
7.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述微程序处理器根据所述均流母线上的电压判断所述均流母线是否短路，且在发生短路时，及时发出警报。
8.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述微程序控制器根据均流母线上的电压信号和所述输出电流检测单元输出的电压信号对电源模块的输出电压进行判断，从而控制电源模块的输出电压的调节。
9.根据权利要求9所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:当所述均流母线上的电压信号等于所述输出电流检测单元输出的电压信号时，所述微程序处理器不调节电源模块的输出电压。
10.根据权利要求1所述的开关电源的平均电流自动均流电路，其特征在于:所述输出电压调节单元调节的电源模块输出电压不超过电源模块输出电压的稳压精度。
【文档编号】H02H7/12GK103427600SQ201310383402
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】吉文安, 杨锦辉 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司