一种均流电路、电源模块及电源系统的制作方法

本技术涉及电源，尤其涉及一种适用于相同输出功率，相同输出电压，模块之间的并联均流电路。

背景技术：

1、在功率主模块的应用当中，经常需要用到冗余设计，或者单个模块无法满足输出功率的情况下需要多个模块进行并联工作。但是在并联工作的过程当中，由于每个电源的基准电压，电阻精度等存在差异，从而导致电源每个模块之间电流差异比较大，有的满负荷运行，有的则几乎闲置状态；因此需要控制电路使得模块之间电流均衡；

2、在稳态时目前市面上模拟式民主法均流方案大多出现并联后电压上调的情况，对电压需求精度较高的场合并不理想；并且几乎都是单端控制共享线，因此很容易收到地线噪声等干扰。

技术实现思路

1、本实用新型旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提出一种均流电路、电源模块及电源系统，该均流电路可以很好的解决均流时电压反馈环不稳定的问题，具备良好的均流响应速度,同时共享总线是通过差分总线进行共享，可以增加抗扰度，降低地线的干扰，而且电路外围简单，易于实现。

2、本实用新型采用的技术方案为：

3、第一方面，提供一种均流电路，应用于电源系统，所述系统包括若干个并联的电源模块，每一个所述电源模块包括功率主模块、电压反馈环、采样电阻rcs1和所述均流电路，包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；

4、所述第一差分放大器的输入端用于与电源模块的采样电阻rcs1连接，输出端与所述第二差分放大器的输入端、所述误差放大器的第二输入端连接；

5、所述第二差分放大器的第一输出端与所述第三差分放大器的第一输入端连接，并作为所述均流电路的共享正端，第二输出端与所述第三差分放大器的第二输入端连接，并作为所述均流电路的共享负端；

6、所述第三差分放大器的输出端与所述误差放大器的第一输入端连接，输出端与所述电流转换电路的输入端连接；

7、所述电流转换电路的输出端用于与电源模块的电压反馈环连接；

8、所述第一差分放大器用于对电源模块的输出电流进行采样放大，输出放大信号va；

9、所述第二差分放大器用于将所述放大信号进行单向放大并转换成差分共享信号；

10、所述第三差分放大器用于将所述差分共享信号转换成单端信号vb；

11、所述误差放大器用于对放大信号va和单端信号vb进行比较放大；

12、所述电流转换电路用于在所述误差放大器判定单端信号vb大于放大信号va时，调节电压反馈环，以使功率主模块的输出电流增大，从而使所述均流电路单端信号vb等于放大信号va。

13、优选地，所述第一差分放大器包括电阻r1、电阻r5、电阻r6、电阻r10和运放u1a；电阻r6的一端作为所述第一差分放大器的第一输入端，用于连接电源模块的采样电阻rcs1的一端，电阻r6的另一端与电阻r1的一端、运放u1a的正向输入端连接；电阻r5的一端作为所述第一差分放大器的第二输入端，用于连接电源模块的采样电阻rcs1的另一端，电阻r5的另一端与电阻r10的一端、运放u1a的负向输入端连接；电阻r10的另一端与运放u1a的输出端连接后，作为所述第一差分放大器的输出端；电阻r1的另一端接地。

14、优选地，所述第二差分放大器包括电阻r2、电阻r3、电阻r7、电阻r8、二极管d1和运放u2a；电阻r7的一端作为所述第二差分放大器的输入端，另一端与电阻r8的一端、运放u2a的正向输入端连接；电阻r8的另一端作为所述第二差分放大器的第二输出端；运放u2a的输出端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电阻r3的一端连接后，作为所述第二差分放大器的第一输出端；电阻r3的另一端与电阻r2的一端、运放u2a的负向输入端连接，电阻r2的另一端接地。

15、优选地，所述第三差分放大器包括电阻r12、电阻r14、电阻r16、电阻r18、电容c1和运放u3a；电阻r16的一端与电容c1的一端连接，作为所述第三差分放大器的第一输入端，电阻r16的另一端与运放u3a的正向输入端、电阻r18的一端连接；电阻r14的一端与电容c1的另一端连接，作为所述第三差分放大器的第二输入端，电阻r14的另一端与运放u3a的负向输入端、电阻r12的一端连接；电阻r12的另一端与运放u3a的输出端连接后，作为所述第三差分放大器的输出端；电阻r18的另一端接地。

16、优选地，所述误差放大器包括电阻r11、电阻r13、电阻r17、电容c4和运放u4a；运放u4a的正向输入端作为所述误差放大器的第一输入端；电阻r13的一端作为所述误差放大器的第二输入端，电阻r13的另一端与运放u4a的反向输入端、电阻r11的一端连接；电阻r11的另一端与电阻r17的一端、电容c4的一端连接；电阻r17的另一端与电容c4的另一端、运放u4a的输出端连接后，作为所述误差放大器的输出端。

17、优选地，所述电流转换电路包括稳压管d2、稳压管d4、电阻r19、电阻r21和三极管q1；稳压管d2的阴极作为所述电流转换电路的输入端，阳极与电阻r19的一端连接；电阻r19的另一端与稳压管d4的阴极、三极管q1的基极连接；三极管q1的发射集与电阻r21的一端连接，集电极作为所述电流转换电路的输出端；电阻r21的另一端、稳压管d4的阳极接地。

18、第二方面，提供一种电源模块，包括功率主模块、电压反馈环、采样电阻rcs1和如上所述的均流电路；功率主模块的正输出端与电压反馈环的第一端连接后，用于与负载的一端连接，电压模块的vfb端与电压反馈环的第三端连接，功率主模块的gnd端与电压反馈环的第四端、采样电阻rcs1的一端连接后接地，采样电阻rcs1的另一端用于与负载的另一端连接；电压反馈环的第二端与电流转换电路的输出端连接。

19、优选地，所述电压反馈环包括电阻rc1、电阻rb1、电阻ra1；电阻rc1的一端作为所述电压反馈环的第一端，另一端与电阻rb1的一端连接并作为所述电压反馈环的第二端；电阻rb1的另一端与电阻ra1的一端连接并作为所述电压反馈环的第三端；电阻ra1的另一端作为所述电压反馈环的第四端。

20、第三方面，提供一种电源系统，包括n个如上所述的电源模块，所有所述电源模块的共享正端连接在一起，共享负端连接在一起，其中，n为大于或等于2的整数。

21、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过差分总线进行共享，可以增加抗扰度，降低地线的干扰，可以很好地解决均流时电压反馈环不稳定的问题，具备良好的均流响应速度，且电路外围件简单，易于实现。

技术特征：

1.一种均流电路，应用于电源系统，所述系统包括若干个并联的电源模块，每一个所述电源模块包括功率主模块、电压反馈环、采样电阻rcs1和所述均流电路，其特征在于，包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；

2.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述第一差分放大器包括电阻r1、电阻r5、电阻r6、电阻r10和运放u1a；电阻r6的一端作为所述第一差分放大器的第一输入端，用于连接采样电阻rcs1的一端，电阻r6的另一端与电阻r1的一端、运放u1a的正向输入端连接；电阻r5的一端作为所述第一差分放大器的第二输入端，用于连接采样电阻rcs1的另一端，电阻r5的另一端与电阻r10的一端、运放u1a的负向输入端连接；电阻r10的另一端与运放u1a的输出端连接后，作为所述第一差分放大器的输出端；电阻r1的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述第二差分放大器包括电阻r2、电阻r3、电阻r7、电阻r8、二极管d1和运放u2a；电阻r7的一端作为所述第二差分放大器的输入端，另一端与电阻r8的一端、运放u2a的正向输入端连接；电阻r8的另一端作为所述第二差分放大器的第二输出端；运放u2a的输出端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电阻r3的一端连接后，作为所述第二差分放大器的第一输出端；电阻r3的另一端与电阻r2的一端、运放u2a的负向输入端连接，电阻r2的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述第三差分放大器包括电阻r12、电阻r14、电阻r16、电阻r18、电容c1和运放u3a；电阻r16的一端与电容c1的一端连接，作为所述第三差分放大器的第一输入端，电阻r16的另一端与运放u3a的正向输入端、电阻r18的一端连接；电阻r14的一端与电容c1的另一端连接，作为所述第三差分放大器的第二输入端，电阻r14的另一端与运放u3a的负向输入端、电阻r12的一端连接；电阻r12的另一端与运放u3a的输出端连接后，作为所述第三差分放大器的输出端；电阻r18的另一端接地。

5.根据权利要求1-4任一项所述的均流电路，其特征在于，所述误差放大器包括电阻r11、电阻r13、电阻r17、电容c4和运放u4a；运放u4a的正向输入端作为所述误差放大器的第一输入端；电阻r13的一端作为所述误差放大器的第二输入端，电阻r13的另一端与运放u4a的反向输入端、电阻r11的一端连接；电阻r11的另一端与电阻r17的一端、电容c4的一端连接；电阻r17的另一端与电容c4的另一端、运放u4a的输出端连接后，作为所述误差放大器的输出端。

6.根据权利要求1-4任一项所述的均流电路，其特征在于，所述电流转换电路包括稳压管d2、稳压管d4、电阻r19、电阻r21和三极管q1；稳压管d2的阴极作为所述电流转换电路的输入端，阳极与电阻r19的一端连接；电阻r19的另一端与稳压管d4的阴极、三极管q1的基极连接；三极管q1的发射集与电阻r21的一端连接，集电极作为所述电流转换电路的输出端；电阻r21的另一端、稳压管d4的阳极接地。

7.一种电源模块，其特征在于，包括功率主模块、电压反馈环、采样电阻rcs1和权利要求1-6任一项所述的均流电路；功率主模块的正输出端与电压反馈环的第一端连接后，用于与负载的一端连接，功率主模块的vfb端与电压反馈环的第三端连接，功率主模块的gnd端与电压反馈环的第四端、采样电阻rcs1的一端连接后接地，采样电阻rcs1的另一端用于与负载的另一端连接；电压反馈环的第二端与电流转换电路的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述电压反馈环包括电阻rc1、电阻rb1、电阻ra1；电阻rc1的一端作为所述电压反馈环的第一端，另一端与电阻rb1的一端连接并作为所述电压反馈环的第二端；电阻rb1的另一端与电阻ra1的一端连接并作为所述电压反馈环的第三端；电阻ra1的另一端作为所述电压反馈环的第四端。

9.一种电源系统，其特征在于，包括n个权利要求7-8任一项所述的电源模块，所有所述电源模块的共享正端连接在一起，共享负端连接在一起，其中，n为大于或等于2的整数。

技术总结
本技术涉及一种均流电路、电源模块及系统，电路包括依次连接的第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；第一差分放大器用于对电源模块的输出电流进行采样放大，输出放大信号VA；第二差分放大器用于将放大信号进行单向放大并转换成差分共享信号；第三差分放大器用于将差分共享信号转换成单端信号VB；误差放大器用于对放大信号VA和单端信号VB进行比较放大；电流转换电路用于在误差放大器判定单端信号VB大于放大信号VA时，调节电压反馈环，以使功率主模块的输出电流增大。采用差分式共享的形式，解决了地线噪声容易收到干扰的问题；并且电路简洁方便控制，具备良好的实用价值。

技术研发人员：丘李旺,郭志翔,张志成
受保护的技术使用者：广州金升阳科技有限公司
技术研发日：20221124
技术公布日：2024/1/12