CN102457160A - 一种大功率开关电源的均流电路 - Google Patents

Abstract

一种涉及软开关PWM技术与均流技术的结合大功率开关电源均流电路。本发明提供一种采用小功率模块和大规模集成电路作基本部件，组成积木式、智能化的大功率供电电源。本发明包括最大电流法均流电路、反馈控制带电路；在模块的内部或外部加入并联模块用的电阻，用简单的开环控制来维持并联模块中相等的电流分配，用电流均衡母线提供并联模块之间单线通信连接提供平均电流或最高电流信息到电流均衡电路，再调整各个模块电压反馈放大器基准电压，来消除各个模块电流与平均电流或最大电流之间的差别，从而实现均流。

Description

一种大功率开关电源的均流电路

技术领域：

本发明是涉及一种软开关PWM技术与均流技术的结合的电路，尤其涉及一种大功率开关电源的均流电路。

背景技术：

大功率开关电源的许多品质优于普通变压器式电源，这已是一种共识。在电力电子技术中，开关电源占有重要地位，而现代电力电子技术的繁荣与开关电源(特别是大功率开关电源及高频开关电源)的发展紧密联系在一起，则高频化是现代电力电子技术焦点之一。但现代高频开关电源技术的进步得力于新理论、新技术、新器件、新材料的支持。其应用空间迅速扩展，除了计算机、电机变频控制、电悍、电镀、电感加热、超声波加工(清洗)等所用的变流设备在原有基础上升级换代外，荧光灯和新型电光源的镇流器，现代办公设备、通讯装置、运载工具、移动军事装置、航空、航天、航海装置等，都开始将注意力转向以高频变换为代表的现代电力电子技术，许多新的应用领域中其热点也陆续发展并选中高频开关电源(DC/AC)。大功率开关电源在上述这些应用领域中很重要的是要求高可靠的高频高压大功率开关电源。根据现代电力电子技术关于高频电源电路应集成化、智能化及模块化的又一特点，纵观目前市场，由于国内在此方面起步较晚，因而具备这一特点的高可靠高频大功率开关电源还处于开发研制(包括国外厂商在内)之中，即使有，也只是AC_DC或DC_DC的±48v、±24v等常用通讯用的开关电源。随着电力电子技术的发展与应用，大功率电源的要求越来越高，在实际的应用过程中往往因为单台直流电源的输出参数(电压、电流、功率等)不能满足要求或者发生故障，引起系统的功率降低或者整个系统崩溃。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种采用小功率模块和大规模集成电路作基本部件，组成积木式、智能化的大功率供电电源的均流电路。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括最大电流均流电路、反馈控制带电路；其结构要点在于模块的内部和外部加入并联模块用的电阻，用简单的开环控制来维持并联模块中相等的电流分配，用电流均衡母线提供并联模块之间单线通信连接提供平均电流或最高电流信息到电流均衡电路，再调整各个模块电压反馈放大器基准电压，来消除各个模块电流与平均电流或最大电流之间的差别，从而实现均流。

发明的有益效果：

使强电与弱电紧密结合，提高生产效率，多个电源模块并联实现扩容可大大提高系统的灵活性，使电源系统的体积重量大为降低，各个模块处于均流运行时，其主开关器件的电流应力也可大大减少，从根本上提高可靠性。

附图说明：

图1是最大电流均流结构电路图。

具体实施方式：

本发明包括最大电流均流电路、反馈控制带电路；其结构要点在模块的内部或外部加入并联模块用的电阻，用简单的开环控制来维持并联模块中相等的电流分配，用电流均衡母线提供并联模块之间单线通信连接提供平均电流或最高电流信息到电流均衡电路，再调整各个模块电压反馈放大器基准电压，来消除各个模块电流与平均电流或最大电流之间的差别，从而实现均流。

主从模块均流即在n个并联模块中，以输出电流最大的模块作为主模块，其余的作为从模块，均流母线上的电压反映的是各个并联模块中的最大电流值，由于二极管的单向导电性，只有电流最大的模块，二极管才能导通；正常情况下，各模块分配的电流是均衡的，其中一个模块电流突然增大，成为并联模块中电流最大的一个，该模块自动成为主模块；从模块以均流母线上的电流信号作为本模块的电流基准，跟踪基准信号，达到跟主模块均流的目的；最大电流法均流电路中实际包括电流环、电压环、均流环3个控制环，由于均流环节是嵌入在模块的电压环节，通过调整电压环的功效参考电压信号来调节从模块的电流源，从模块不直接对负载扰动作出响应。

电压补偿器优于均流补偿器设计，并且电压补偿器常常设计成3个极点、两个零点的系统，以此来优化相位裕度和动态响应，并提供稳态误差；为了在实现均流功能的同时尽量降低主模块对从模块的耦合增益影响，均流传递函数必须满足以下条件：主模块从模块的信号带宽要窄，具有和大的低频增益，而且相位裕度大，对开关频率的纹波衰减要大；采用的均流控制器是UC3907，把均流控制器简化为比例控制来仿真，用均流放大器的输出改变电压环的参考电压而不是反馈电压，建立反馈控制电路进行仿真。

Claims (3)

1.一种大功率开关电源的均流电路，包括最大电流均流电路、反馈控制带电路；其特征在于模块的内部和外部加入并联模块用的电阻，用简单的开环控制来维持并联模块中相等的电流分配，用电流均衡母线提供并联模块之间单线通信连接提供平均电流或最高电流信息到电流均衡电路，再调整各个模块电压反馈放大器基准电压，来消除各个模块电流与平均电流或最大电流之间的差别，从而实现均流。

2.根据权利要求1所述一种大功率开关电源并联运行时均流电路，其特征在于主从模块均流即在n个并联模块中，以输出电流最大的模块作为主模块，其余的作为从模块，均流母线上的电压反映的是各个并联模块中的最大电流值，由于二极管的单向导电性，只有电流最大的模块，二极管才能导通；正常情况下，各模块分配的电流是均衡的，其中一个模块电流突然增大，成为并联模块中电流最大的一个，该模块自动成为主模块，从模块以均流母线上的电流信号作为本模块的电流基准，跟踪基准信号，达到跟主模块均流的目的；最大电流法均流原理图中实际包括电流环、电压环、均流环3个控制环，由于均流环节是嵌入在模块的电压环节，通过调整电压环的功效参考电压信号来调节从模块的电流源，从模块不直接对负载扰动作出响应。

3.根据权利要求1所述一种大功率开关电源并联运行时均流电路，其特征在于电压补偿器优于均流补偿器设计，并且电压补偿器常常设计成3个极点、两个零点的系统，以此来优化相位裕度和动态响应，并提供稳态误差；为了在实现均流功能的同时尽量降低主模块对从模块的耦合增益影响，均流传递函数必须满足以下条件：主模块从模块的信号带宽要窄，具有和大的低频增益，而且相位裕度大，对开关频率的纹波衰减要大；采用的均流控制器是UC3907，把均流控制器简化为比例控制来仿真，用均流放大器的输出改变电压环的参考电压而不是反馈电压，建立反馈控制电路进行仿真。