负载共享控制装置的制作方法

文档序号:32399849发布日期:2022-12-02 18:39阅读:41来源:国知局
负载共享控制装置的制作方法

1.本发明涉及一种负载共享控制装置,并且更具体地涉及能够进行功率降额的负载共享控制装置和负载共享控制电路。


背景技术:

2.通常,通过并联连接多个电力供应装置来配置电力供应系统,以便稳定地供应电力。在使用多个电力供应的情形中,与使用单个电力供应的情形相比较,在热产生、可靠性、冗余和模块化方面具有优势。
3.在使用多个电力供应的电力供应系统中,负载共享控制器被内置以便在每个电力供应之间均匀地分配负载。此时,有必要设计一种负载共享控制器,当使用多个电力供应装置供应电力时,其能够以诸如独立操作和恒流恒压(cc-cv)操作的各种操作模式进行稳定操作。


技术实现要素:

4.技术主题
5.本发明所要解决的技术问题在于提供能够进行功率降额(powerderating)的负载共享控制装置和负载共享控制电路。
6.本发明的问题不限于以上提到的问题,并且根据以下描述,本领域技术人员将清楚地理解未提到的其他问题。
7.技术方案
8.为了解决以上技术问题,在并联连接到负载的多个电力供应装置中的每个中包括的负载共享控制装置中,根据本发明的实施例的负载共享控制装置包括:第一控制单元,所述第一控制单元用于通过使用电力供应装置的输出电流和负载共享总线的电流来产生控制所述电力供应装置的输出电流的第一控制信号;以及第二控制单元,所述第二控制单元用于通过使用所述电力供应装置的目标电压、从所述电力供应装置的输出电压接收作为反馈的反馈电压和根据所述第一控制单元的第一控制信号的控制电压来产生控制所述电力供应装置的输出电压的第二控制信号,其中所述第一控制单元产生所述第一控制信号使得所述输出电流与所述负载共享总线的电流相同,并且将所述输出电流限制为阈值电流或者更少。
9.另外,所述第一控制单元可以包括:第一比较单元,所述第一比较单元用于比较所述输出电流与所述负载共享总线的电流;第一计算单元,所述第一计算单元用于计算在所述输出电流和所述负载共享总线的电流之间的差异;以及电流控制单元,所述电流控制单元用于根据所述第一计算单元的输出来产生所述第一控制信号。
10.另外,所述电流控制单元可以产生所述第一控制信号,用于控制正被输入到所述第二控制单元的所述反馈电压的级别。
11.另外,所述第一控制单元可以包括用于比较所述输出电流和所述阈值电流的第二
比较单元。
12.另外,所述第二控制单元可以包括:第二计算单元,所述第二计算单元用于计算在所述反馈电压和根据所述第一控制信号的控制电压之间的差异;第三计算单元,所述第三计算单元用于计算在所述目标电压和所述第二计算单元的输出之间的差异;以及电压控制单元,所述电压控制单元用于产生第二控制信号,所述第二控制信号用于根据所述第三计算单元的输出来控制所述电力供应装置的输出电压。
13.另外,可以根据所述电力供应装置的有限电力来调节所述目标电压和所述阈值电流中的至少一个。
14.为了解决以上技术问题,在并联连接到负载并且包括cv电路或者cc-cv电路的多个电力供应装置中的每个中包括的负载共享控制装置中,根据本发明的实施例的负载共享控制装置包括:最大电流输出电路单元,所述最大电流输出电路单元用于输出在感测所述电力供应装置的输出电流的输出电流感测电压和负载共享总线的电压之中的较大电压;最小电流输出电路单元,所述最小电流输出电路单元用于输出在所述最大电流输出电路单元的输出和根据阈值电流的电压之中的较小电压;以及放大单元,所述放大单元用于放大在所述输出电流感测电压和所述最小电流输出电路单元的输出之间的差异并且将其施加到cc-cv电路或者cv电路的cv反馈端子。
15.另外,所述阈值电流可以是预设值或者通过从所述cc-cv电路的参考电流减去预定值所获得的值。
16.另外,所述最大电流输出电路单元可以包括:第一比较器,所述第一比较器经由正(+)输入端子接收所述输出感测电压并且经由负(-)输入端子接收所述负载共享总线的电压;以及第一二极管,所述第一比较器的输出端和阳极被连接到所述第一二极管,并且所述负载共享总线的电压和阴极被连接到所述第一二极管。
17.另外,所述最小电流输出电路单元可以包括:第二比较器,所述第二比较器经由正(+)输入端子接收根据所述阈值电流的电压并且经由负(-)输入端子接收所述最大电流输出电路单元的输出;以及第二二极管,所述第二比较器的输出端和阴极被连接到所述第二二极管,并且所述负载共享总线的电压和阳极被连接到所述第二二极管。
18.另外,所述放大单元可以包括:跨导放大器(transconductance amplifier),所述跨导放大器用于放大在所述输出电流感测电压和所述最小电流输出电路单元的输出之间的差异;以及第一放大器,所述第一放大器用于放大所述跨导放大器的输出;以及晶体管,对于所述晶体管,所述第一放大器的输出端子被连接到基极,所述第一放大器的负输入端子被连接到发射极,并且所述cv反馈端子和集电极被连接。
19.另外,所述跨导放大器可以具有预定偏移电压。
20.另外,它可以包括第二放大器,所述第二放大器用于感测并且放大所述输出电流以输出所述输出电流感测电压。
21.另外,可以根据所述电力供应装置的有限电力来调节所述cc-cv电路的参考电压、所述cv电路的所述参考电压、或者所述阈值电流之中的至少一个。
22.另外,当所述负载包括电池时,它可以被连接到所述cc-cv电路。
23.有益效果
24.根据本发明的实施例,在执行负载共享控制时,独立操作和冗余是可能的,并且功
率降额是可能的。
25.另外,即使当电池负载被连接时,在cc-cv的所有分段中负载共享都是可能的,并且即使输出短路,cc控制电路也进行操作使得装置能够受到保护。
26.根据本发明的效果不受以上例示的内容限制,并且在本说明书中包括更多的各种效果。
附图说明
27.图1是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的框图。
28.图2至图8是用于解释根据本发明的实施例的负载共享控制装置的功能的图表。
29.图9是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第一控制单元的框图。
30.图10是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第二控制单元的框图。
31.图11示意根据本发明的实施例的负载共享控制装置的实现示例。
32.图12至图13是用于解释根据本发明的实施例的负载共享控制装置的每个情形的操作的图表。
33.图14是根据本发明的实施例的负载共享控制电路的电路图。
34.图15至图17是用于解释根据本发明的实施例的负载共享控制电路的每个情形的操作的图表。
35.图14是根据本发明的另一实施例的负载共享控制电路的电路图。
具体实施方式
36.在下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
37.然而,本发明的技术思想不限于将要描述的某些实施例,而是能够以各种形式实现,并且在本发明的技术思想的范围内,构成元件中的一个或者多个可以在实施例之间选择性地组合或者替代。
38.另外,在本发明的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语),除非明确地定义和描述,能够被解释为本领域技术人员能够一般地理解的含义,并且通常使用的术语诸如在词典中定义的术语可以考虑到相关技术上下文的含义来解释。
39.另外,在本说明书中使用的术语是用于描述实施例而非旨在限制本发明。
40.在本说明书中,单数形式可以包括复数形式,除非在短语中特别声明,并且当描述为“a和b和c中的至少一个(或者多于一个)时”,这可以包括能够与a、b和c组合的所有组合中的一个或者多个。
41.另外,在描述本发明的实施例的构件时,可以使用术语诸如第一、第二、a、b、(a)和(b)。这些术语仅仅旨在将构件彼此区分,并且这些术语并不限制构件的性质、顺序或者序列。
42.并且,当构件被描述为“连接”、“耦接”或者“互连”到另一构件时,构件不仅被直接地连接、耦接或者互连到其他构件,而且还可以包括由于在其他构件之间的另一构件而被“连接”、“耦接”或者“互连”的情形。
43.另外,当被描述为在每个构件“上(上方)”或者“下(下方)”形成或者布置时,“上(上方)”或者“下(下方)”意味着这不仅包括该两个构件直接地接触的情形,而且还包括一
个或者多个其他构件在该两个构件之间形成或者布置的情形。另外,当被表达为“上(上方)”或者“下(下方)”时,可以包括基于一个构件的不仅向上方向而且向下方向的含义。
44.图1是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的框图。
45.根据本发明的实施例的负载共享控制装置被包括在并联连接到负载的多个电力供应装置中的每个中,并且执行负载共享以均等地控制多个电力供应装置的每个输出电流。这里,电力供应装置是psu,这是向负载供应电力的装置,并且它可以是用于为服务器供应电力、为车辆供应dc-dc电力或者为dc配电系统供应dc-dc电力的装置。另外,当然可以包括用于供应电力的各种装置。
46.每个电力供应装置300中包括的负载共享控制装置包括第一控制单元100和第二控制单元200。使用由第一控制单元100产生的第一控制信号104和由第二控制单元200产生的第二控制信号203来执行负载共享,但是供应电力能够受到限制。
47.为了有效率地并且稳定地使用该多个电力供应装置300,有必要执行各种功能。
48.在使用多个电力供应装置的情形中,如在图2中所示,电力供应装置被相互并联连接。此时,为了有效率的操作,应该执行冗余。冗余意味着当在特定电力供应中发生缺陷或者故障时通过操作另一电力供应装置来维持系统输出。另外,如在图2的曲线图中所示,能够通过根据系统输出负载顺序地驱动电力供应装置来使轻载效率最大化。如在图2中所示,能够通过驱动:电力供应装置1(psu#1)至负载的60%、电力供应装置2(psu#2)至60到110%、电力供应装置3(psu#3)至110到160%以及电力供应装置4(psu#4)至160%或更多来增加效率。
49.另外,如在图3中所示,有必要执行负载共享。负载共享是为了将从每个电力供应装置输出的电流控制为是相同的,并且当电力供应装置1(psu#1)到电力供应装置3(psu#3)被操作时,系统负载电流i为i1+i2+i3,并且执行负载共享使得通过负载共享i1=i2=i3。在这之后,当电力供应装置4(psu#4)被驱动时,在驱动之前i4为0,并且当执行负载共享使得通过负载共享i1=i2=i3=i4时,每个电流的值降低,然而,整个系统负载电流保持相同。在这之后,当系统负载增加时,通过增加每个电流的值,被控制为增加整个系统负载电流。
50.所有的电力供应装置均包括输出电压控制装置,并且如在图4中所示,由于每个输出电压控制装置的电路构件特性(除了电阻值之外)的偏差,在输出目标电压之间可能存在轻微的差异。在这种状态中,当相应的电力供应装置的输出被并联连接时,系统输出电压被控制为最高目标电压,并且因此,带有最高目标电压的电力供应装置1(psu#1)控制输出,并且其余电力供应装置2、3和4(psu#2、#3和#4)具有高于每个电力供应装置的目标电压的输出电压,使得通过每个输出电压控制装置来减小它们的占空比。结果,对电力供应装置2、3和4(psu#2、#3和#4)的电力供应减少,并且电力供应被集中到电力供应装置1(psu#1),并且由此发生电流失衡。为了解决这个失衡,负载共享是必要的。
51.对于负载共享,如在图5中所示,负载共享总线(load share bus)线被添加到电力供应装置的外侧并且被连接,并且负载共享控制器被添加到内侧。这里,在每个电力供应装置的单独的输出电流中的最高输出电流信息被输送到负载共享总线,并且为了通过负载共享总线输送最大电流,每个负载共享控制单元包括用于比较每个输出电流与负载共享总线的电流的比较器41,并且可以包括用于当相应的电流是最大电流时将相应的输出电流输送
到负载共享总线的二极管42。对每个输出电流的检测电压被施加到比较器41的正(+)输入端子,并且包括最大电流信息的电压被施加到负(-)输入端子;当输出电流大于最大电流时,高(high)被输出作为比较器42的输出以导通二极管,使得输出电流被输送到负载共享总线,并且输出电流作为最大电流被输送到另一电力供应装置。当输出电流小于最大电流时,维持最大电流。
52.当电流失衡发生并且输出电流低于负载共享总线的最大电流时,通过降低输出电压反馈信号来增加占空比,并且由此输出电流增加,并且最终,输出电流增加以变得等于最大电流。这个状态能够称作稳态。当在输出电流与最大电流相同的稳定状态中目标电压和输出电压相同时,不执行对输出电压控制装置的输出电压的反馈电压的控制。然而,即使当在稳定状态中目标电压低于输出电压时,即,当输出电压在图4中为12v并且输出由电力供应装置1(psu#1)控制时,为了进行负载共享,对输出电压控制装置的输出电压的反馈电压被降低,并且由此防止占空比降低。由此,电力的供应不被集中在一个电力供应装置中,并且负载共享成为可能。
53.图6示意恒流恒压(cc-cv)电路,并且用于防止输出电压和电流变得过高。当输出电压vout低于参考电压vref时,比较器61的输出变高,由此断开二极管62。另外,当输出电流iout低于参考电流iref时,比较器64的输出变高,并且二极管63被断开。即,vcc被施加到用于控制电力供应装置的占空比的控制信号电压vc以增加电力供应装置的占空比。这里,控制信号电压vc可以包括用于增加电力供应装置的占空比的切换操作信号等。
54.这样,当在操作期间输出电流iout变得大于参考电流iref时,比较器64的输出变低,二极管63被导通,并且因此控制信号电压vc降低,并且相应地,电力供应装置的占空比也被减小。结果,进行操作使得输出电流iout变得等于参考电流iref,并且此时的模式被称作恒流(cc)模式。
55.当电力供应装置的输出电流增加时,输出电压增加,并且输出电压vout变得大于参考电压vref,并且比较器61的输出变低,这引起二极管62导通。由此,电压vc降低,并且相应地,电力供应装置的占空比也被降低。最终,进行操作使得输出电压vout变得等于参考电压vref,并且此时的模式被称作恒压(cv)模式。
56.如在图7中所示,当在没有负载共享总线的情况下使用输出二极管和cc-cv电路时,并行操作是可能的,但是不执行负载共享。随着输出电压增加,出于与图4中相同的原因,其目标电压变得低于输出电压的电力供应装置的占空比降低,使得每个电力供应装置的电流不被维持,并且由此发生电流失衡。
57.在图8中,其中电池被连接作为负载,出于相同的原因,随着电池被充电,其中目标电压变得低于输出电压的电力供应装置的占空比降低,并且每个电力供应装置的电流不被维持,并且由此发生电流失衡。
58.以此方式,即使当电力供应装置的目标电压存在偏差时也执行负载共享,并且根据本发明的实施例的负载共享控制装置包括第一控制单元100和第二控制单元200使得即使在cv模式中也能够执行负载共享。
59.第一控制单元100使用电力供应装置300的输出电流101和负载共享总线400的电流来产生控制电力供应装置300的输出电流101的第一控制信号104。
60.更具体地,第一控制单元100产生第一控制信号104以跟随在从负载共享总线400
接收电力供应装置300的输出电流101的多个电力供应装置的输出电流之中的最大电流103,以用于道路共享。这里,第一控制信号104可以是用于控制第二控制单元200的控制信号,第二控制单元200用于控制电力供应装置300的输出电压。根据第一控制信号104,输出电流101以与最大电流103相同的方式操作。此时,当电力供应装置300的输出电流101是在其他电力供应装置的输出电流之中的最大电流时,相应的输出电流101被作为负载共享总线400的最大电流103输送到其他电力供应装置。
61.第一控制单元100产生第一控制信号104使得输出电流101等于负载共享总线400的最大电流103,但是输出电流101被限制为阈值电流102或者更少。当没有输出电流101的限制值时,输出电流101继续增加,这可能影响整个电力供应系统。因此,为了电力供应的功率降额,输出电流101被限制为阈值电流102或者更少。这里,阈值电流102具有预设值,或者它能够使用当电力供应装置被恒流(cc)控制时所使用的参考电流被设定。当使用参考电流设定阈值电流102时,可以通过从参考电流减去预定值来设定阈值电流。这里,从参考电流减去的电流值可以取决于电力供应装置的规格或者安全性要求的程度而改变。或者,参考电流可以被设定为阈值电流102。
62.第二控制单元200通过使用电力供应装置300的目标电压201、从电力供应装置300的输出电压反馈的反馈电压202和根据第一控制单元100的第一控制信号104的控制电压,来产生用于控制电力供应装置300的输出电压的第二控制信号203。
63.更具体地,第二控制单元200执行电力供应装置300的电力系统的控制,并且通过使用目标电压201、反馈电压202和第一控制信号104来产生用于控制电力供应装置300的输出电压的第二控制信号203。用于控制电力供应装置300的输出电压的第二控制信号203被产生,使得通过从反馈电压202减去根据第一控制信号104的控制电压所获得的电压变为目标电压201。
64.通过使用用于将输出电流101控制为等于最大电流103的第一控制单元100的第一控制信号104、以及用于控制电力供应装置300的输出电压使得通过从反馈电压202减去根据第一控制信号104的控制电压所获得的电压变为目标电压201的第二控制单元200的第二控制信号203来执行用于每个电力供应装置300的负载共享;以及第一控制单元100通过将输出电流101限制为阈值电流102或者更少来执行功率降额。
65.图9是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第一控制单元的框图。
66.根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第一控制单元100可以包括如在图9中所示的第一比较单元110、第一计算单元130和电流控制单元140,并且可以包括第二比较单元120。在产生第一控制信号中,电流被比较或者计算,并且此时,可以在比较电流中使用测量电流的感测电压,而不是电流。即,在电流之间进行比较中,可以在感测各个电流的感测电压之间执行比较。
67.第一比较单元110比较输出电流101和负载共享总线400的电流。第一比较单元110比较输出电流101和最大电流103,并且确定输出电流101和最大电流103中的哪个更大。当输出电流101大于最大电流103时,负载共享总线400的最大电流被改变为输出电流101。
68.第一计算单元130计算在输出电流101和负载共享总线400的电流之间的差异。第一控制单元100将输出电流101控制为等于最大电流103,并且第一计算单元130计算在输出电流101和最大电流103之间的差异以便确定输出电流101和最大电流103是否相同,并且同
时使用在输出电流101和最大电流103之间的差异来产生第一控制信号。
69.电流控制单元140根据第一计算单元130的输出来产生第一控制信号。即,根据从第一计算单元130输出的最大电流103与输出电流101之间的差异来产生第一控制信号以减小相应的差异。电流控制单元140可以产生用于控制被输入到第二控制单元200的反馈电压202的级别的第一控制信号104。当输出电流101低于最大电流103时,有必要进行控制以增加输出电流101,并且为此,电力供应装置300的占空比应该被增加。即,通过与实际反馈电压相比,降低由用于控制电力供应装置300的占空比的第二控制单元200使用以控制占空比的输出电压的反馈电压,能够防止第二控制单元200根据实际反馈电压降低占空比。
70.输出电流根据电流控制单元140的第一控制信号逐渐地增加,并且为了限制过高的电力供应,第一控制单元100可以包括用于将输出电流限制为阈值电流的第二比较单元120。第二比较单元120比较输出电流101和阈值电流102使得较低的电流被施加到第一比较单元110。即,当输出电流101变得大于阈值电流102时,第二比较单元120输出阈值电流102作为输出,并且阈值电流102被设定为大于最大电流103,并且阈值电流102被输出作为第一比较单元110的输出。然后,输出电流101通过第一计算单元130和电流控制单元140被控制为等于阈值电流102,并且输出电流101被限制为阈值电流102。此时,阈值电流可以被设定为将通过负载共享控制的最大电流值。或者,它可以被设定为用于限制供应电力的电流值。
71.图10是根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第二控制单元的框图。
72.如在图10中所示,根据本发明的实施例的负载共享控制装置的第二控制单元200可以包括第二计算单元210、第三计算单元220和电压控制单元230。
73.第二计算单元210计算在反馈电压202和根据第一控制信号104的控制电压之间的差异。如在前描述地,第一控制信号104是用于降低或者增加输出电压的反馈电压202的控制信号,在反馈电压202和根据第一控制信号104的控制电压之间的差异被计算使得像根据第一控制信号104的控制电压那样多地降低或者增加反馈电压202。
74.第三计算单元220计算在目标电压201的输出和第二计算单元210之间的差异。用于控制电力供应装置的占空比的电压控制单元230进行控制使得输出电压变为目标电压201。为此目的,第三计算单元220计算并且输出在目标电压201的输出和第二计算单元210之间的差异。
75.电压控制单元230根据第三计算单元220的输出来产生用于控制电力供应装置的输出电压使得输出电压变为目标电压的第二控制信号203。第二控制信号203是用于控制电力供应装置300的电力供应的信号。电压控制单元230可以包括脉冲宽度调制器(pwm)。为了控制用于控制电力供应装置300的电力供应的占空比,它可以包括能够控制信号的占空比的脉冲宽度调制器,由此控制电力供应装置的占空比。
76.当有必要限制用于每个电力供应装置300的供应电力时,可以调节目标电压201和阈值电流102中的至少一个。因为供应电力由输出电压和输出电流控制,所以输出电压被限制为目标电压201,并且输出电流被限制为阈值电流102,可以通过调节目标电压201和阈值电流102中的至少一个来限制供应电力。即,由此,作为供应电力限制的功率降额是可能的。
77.可以如在图11中所示实现根据本发明的实施例的负载共享控制装置。
78.能够使用每个电流的感测电压或者设定电压来执行输出电流、最大电流和阈值电流的比较。通过比较器1111和二极管1112,输出电流感测电压1101与负载共享总线1400的
最大电流感测电压相比较,使得能够输送在每个电力供应装置的输出电流之中的最大输出电流。计算在输出电流感测电压1101和最大电流的感测电压1400之间的差异(1130),并且根据相应的差异,电流控制单元1140产生第一控制信号使得输出电流的感测电压1101变得等于最大电流的感测电压1400。此时,电流控制单元1140可以通过pi控制来执行控制。结果,输出电流增加,并且输出电压感测电压1101相应地增加,并且可以对阈值电流电压1102和二极管1120执行比较以便限制输出电压感测电压1101的大小。当输出电流感测电压1101大于阈值电流电压1102时,二极管被导通并且阈值电流电压1102被输入到比较器1111的正(+)端子输入,并且因为阈值电流电压1102大于最大电流的感测电压1400,所以输出电流感测电压1101通过电流控制单元1140被控制为等于阈值电流电压1102,使得输出电流被限制为阈值电流。以此方式,因为输出电流被限制为阈值电流以在恒流模式中操作,所以执行负载共享的构件可以称作负载共享控制器(cc控制器1150)。
79.根据电流控制单元1140的控制信号的控制电压被用于控制输出电压1202的反馈电压。即,计算(1210)在输出电压1202的反馈电压和根据电流控制单元1140的控制信号的控制电压之间的差异,并且根据该结果来计算(1220)与目标电压1201的差异。电压控制单元1230产生第二控制信号,使得在输出电压1202的反馈电压和根据电流控制单元1140的控制信号的控制电压之间的差异等于目标电压1201。此时,电压控制单元1230可以通过pi控制来执行控制。电压控制单元1230的控制信号被施加到脉冲宽度调制器(pwm,1240),使得能够控制施加到电力供应装置的功率级1300的信号的占空比。因为电压控制单元1230和脉冲宽度调制器1240将电压限制为目标电压以在恒压模式中操作,所以它可以被称作cv控制器1250。
80.在输出电流被稳定到最大电流的cc模式中当负载电池电压高于目标电压时,或者在输出电压被稳定到目标电压的cv模式中当电池电压由另一电力供应装置控制时,如在图11中所示实现的负载共享控制装置可以如在图12中所示操作。例如,当电池电压为12v并且目标电压为11v时,因为输出电流在最大电流处位于稳定状态中,所以来自计算单元1130的输出为0,并且根据从电流控制单元1140输出的控制信号的控制电压可以是1v以将输出电压的12v反馈电压降低到11v的目标电压。电力供应装置的占空比能够受到控制使得0v被输入作为在被输入到电压控制单元1230的目标电压和输出电压的反馈电压之间的差异。即,5v被输出,并且pwm输出vg=24v,vm=10v,并且占空比d=0.5,使得能够执行电力供应装置的负载共享。
81.在cc模式中,当电池电压低于目标电压时,可以如在图13中所示执行操作。例如,当电池电压为10v并且目标电压为11v时,输出电流被稳定在最大电流处,来自计算单元1130的输出为0,并且相应地,根据从电流控制单元1140输出的控制信号的控制电压可以是-1v以将根据输出电压的10v的反馈电压增加到11v的目标电压。电力供应装置的占空比能够受到控制,使得0v被输入作为在被输入到电压控制单元1230的目标电压和输出电压的反馈电压之间的差异。即,4.1v被输出,并且pwm输出vg=24v,vm=10v,并且占空比d=0.5,使得能够执行电力供应装置的负载共享。
82.在被并联连接到负载并且被包括在包括cv电路或者cc-cv电路的多个电力供应装置中的每个中的负载共享控制电路中,根据本发明的实施例的负载共享控制电路可以包括:最大电流输出电路单元,其用于输出在感测电力供应装置的输出电流的输出电流感测
电压和负载共享总线的电压之中的较大电压;最小电流输出电路单元,其用于输出在最大电流输出电路单元的输出和根据阈值电流的电压之中的较小电压;以及放大单元,其放大在输出电流感测电压和最小电流输出电路单元的输出之间的差异并且将其施加到cc-cv电路或者cv电路的cv反馈端子。
83.图14是根据本发明的实施例的负载共享控制电路的电路图。
84.根据本发明的实施例的负载共享控制电路2150是与参考图1至图13描述的负载共享控制装置相对应的电路,并且在下文中,将省略重复的描述。如在图13中描述地,有必要应用负(-)值作为将被从输出电压的反馈电压减去的控制电压以便执行负载共享,并且为了将其实现为模拟电路,如在图14中所示,可以实现根据本发明的实施例的负载共享控制电路。
85.最大电流输出电路单元可以包括:第一比较器2111,第一比较器2111经由正(+)输入端子接收输出电流感测电压1201并且经由负(-)输入端子接收负载共享总线2400的电压;以及第一二极管2112,第一比较器2111的输出端和阳极被连接到第一二极管2112,并且负载共享总线2400的电压和阴极被连接到第一二极管2112。它可以包括第二放大器2103,第二放大器2103感测并且放大输出电流并且将输出电流感测电压2101输出。通过由第二放大器2103感测并且放大输出电流2102,输出电流的精确感测是可能的。这里,第二放大器可以是高精度op-amp。另外,第一比较器2111可以被实现为op-amp比较器等。通过第一比较器2111和第一二极管2112将输出电流2101的电压或者负载共享总线2400的电压的较大电压输出作为最大电流的电压。
86.最小电流输出电路单元可以包括:第二比较器2122,第二比较器2122经由正(+)输入端子接收根据阈值电流2103的电压并且经由负(-)输入端子接收最大电流输出电路单元的输出;以及第二二极管2121,第二比较器2122的输出端子和阴极被连接到第二二极管2121,并且负载共享总线2400的电压和阳极被连接到第二二极管2121。这里,阈值电流2103可以是预设值或者通过从cc-cv电路的参考电流iref减去预定值δi所获得的值(iref-δi)。因为第二二极管2121的阴极-阳极方向与第一二极管2112的方向相反,所以在根据阈值电流2103的电压和最大电流输出电路单元的输出之中的较小电压被输出并且施加到放大单元。即,包括放大单元的跨导放大器2131的正(+)输入可以被限制为阈值电流的电压。
87.放大单元可以包括:跨导放大器2131,其用于放大在输出电流1201感测电压和最小电流输出电路单元的输出之间的差异;第一放大器2133,其用于放大跨导放大器2131的输出;以及晶体管2134,其基极与第一放大器2133的输出端连接,发射极与第一放大器的负(-)输入端子连接,并且集电极与cv反馈端子2210连接。跨导放大器是一种放大器,其将电压输入的差异乘以增益并且将其作为电流输出,并且放大在输出电流1201感测电压和最小电流输出电路单元的输出之间的差异,并且将其输出。跨导放大器2131可以具有预定偏移电压2132。由此,当在输出电流的感测电压1201和最大电流的感测电压之间的差异等于或者大于偏移电压时,电流控制功能能够操作。由此,能够防止由于放大器的故障引起的诸如电流控制的错误。这里,偏移电压可以被预设并且可以被设定为25mv。跨导放大器2131的输出在第一放大器2133中被放大,并且通过将电压施加到被连接到晶体管2134的发射极的电阻器,连接到晶体管2134的集电极的cv反馈端子2210的电压降低或者增加。即,cv反馈端子2210的电压可以被控制为正(+)或者负(-)。由此,即使在输出电压2202变得大于作为目标
电压的参考电压2201的cv模式中,电力供应装置也可以操作以使得能够进行负载共享。
88.如在前描述地,在所实现的负载共享控制电路中,在cc-cv电路的参考电压、cv电路的参考电压或者阈值电流中的至少一个能够取决于电力供应装置的电力限制进行调节。对于每个电力供应装置300,如果有必要限制供应电力,则在cc-cv电路的参考电压、与目标电压相对应的cv电路的参考电压或者阈值电流中的至少一个可以被调节。因为供应电力由输出电压和输出电流控制,输出电压受到参考电压限制,并且输出电流受到阈值电流限制,所以可以通过调节参考电压和阈值电流中的至少一个来限制供应电力。即,由此,作为供应电力限制的功率降额是可能的。
89.如在图14中所示,根据本发明的实施例实现的负载共享控制电路可以在各种操作模式中操作。
90.在独立操作而非与其他电力供应装置并行操作的情形中,如在图15中所示,负载共享控制电路2150被等效地断开,从而仅cc-cv电路操作。
91.当与其他电力供应装置并行驱动时,当输出电压低于目标电压时,如在图16中所示,它在cc模式中操作,并且cv电路和负载共享控制电路2150被等效地断开。被控制为以输出电流2202由cc电路限制为参考电流2102的方式操作。
92.当与其他电力供应装置并行驱动时,并且当输出电压高于目标电压时,如在图17中所示,在cv模式中操作时,负载共享控制电路2150为负载共享而操作。此时,cc电路被等效地断开。此时,执行负载共享,但是被控制为以输出电流被限制为阈值电流2103而非参考电流2102的方式操作。
93.当电池被连接到负载时,如在图14中所示,负载共享控制电路2150被连接到cc-cv电路并且操作,并且当电池不被连接到负载时,如在图18中所示,负载共享控制电路2150可以通过仅仅连接到cv电路而非cc-cv电路来操作。即,可以通过被包括在应用于向服务器供应电力、向车辆供应dc-dc电力或者向dc配电系统供应dc-dc电力的各种应用和负载的电力供应装置中来执行负载共享。除此之外,当然可以包括用于供应电力的各种装置。
94.如以上描述地,通过能够进行功率降额的负载共享控制装置或者控制电路,独立操作是可能的,冗余功能被执行,并且通过调节目标电压和阈值电流,功率降额是可能的。另外,即使当电池被连接到负载时,在cc-cv的所有分段中,负载共享操作也是可能的,并且当输出短路时,cc控制电路操作使得元件能够受到保护。
95.当然可以通过软件或者诸如电路的硬件来实现根据本发明的实施例的负载共享控制装置的每个配置。
96.虽然已经参考附图描述了本发明的实施例,但是本发明所属领域普通技术人员将能够理解,在不改变它的技术精神或者基本特征的情况下,本发明能够被体现为其他具体形式。因此,应该理解以上描述的实施例在所有方面都是示意性而非限制性的。
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