CN102570587A

CN102570587A - 大功率分布式电源方法

Info

Publication number: CN102570587A
Application number: CN2011104239268A
Authority: CN
Inventors: 李希茜; 李朝辉
Original assignee: XI'AN HENGFEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN HENGFEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-18
Filing date: 2011-12-18
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明涉及一种大功率电源，特别是一种大功率分布式电源方法。它至少包括多个一电源电路，每个电源电路输入端并联连接，输出端分别并联连接，通过控制电路使输出端输出相同的电压和电流。由于大功率开关电源的控制电路比较复杂，当一个电源模块不能满足功率要求时，将多个中、小功率的电源模块并联，通过改变电源模块的数量来满足不同功率的负载，每个模块承受较小的电应力，采用小功率电源模块，大规模控制集成电路做基本部件，大大减轻了对大功率元器件和装置的研制压力，简化了热设计，使得电源保持较高的效率和可靠性。

Description

大功率分布式电源方法

技术领域

本发明涉及一种大功率电源，特别是一种大功率分布式电源方法。

背景技术

电源在电子领域发挥着重要的作用，电子设备都离不开稳定可靠的电源作为供电系统。大功率电源是电源领域的一个分支，大功率电源通常通过两种方式实现，一种是按功率要求直接设计。另一种是采用多组低功率并联输出设计。前者系统维护复杂，如散热设计，噪声管理，效率管理要集中统一管理，才能实现总体设计目标。后者采用现有的成熟电路设计，然后进行并联，不存在散热设计，噪声管理，效率管理的问题，维护方便，容易集成，已越来越受到行业的重视。

然而，并联设计成本高，系统不同步，容易引起相互之间的影响，如处理不好，会使有的效率高，有的效率低，在不同步状态下工作。最终影响电源质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步性好，即可作为冗余设计，又可作为大功率设计的大功率分布式电源方法。

本发明的目的是这样实现的，大功率分布式电源方法，它至少包括多个一电源电路，每个电源电路输入端并联连接，输出端分别并联连接，通过控制电路使输出端输出相同的电压和电流。

电源电路包括：交流滤波1、桥式整流滤波电路2、软启动电路3、功率变换电路4、二次输出整流滤波电路5，交流电压经交流滤波1进行滤波后输出与桥式整流滤波电路2的输入端电连接，经桥式整流滤波进行输出，桥式整流滤波电路2的输出端经软启动电路3后与功率变换电路4电连接，每个功率变换电路4的受控端与PWM控制电路6的控制端电连接。

PWM控制电路6由驱动电路601、取样电路602、比较放大电路603、脉宽调制电路604、基准电路605构成，PWM控制电路6输入与二次输出整流滤波电路5输出端电连接，由PWM控制电路6的取样电路602检测输出电压波动信号或输出电流波动信号，输出电压波动信号或输出电流波动信号与基准电路605的基准信号一起输入到比较放大电路603的输入端，由比较放大电路603的输出端与脉宽调制电路604的控制端电连接，控制脉宽调制电路604的脉宽，脉宽变化信号经驱动电路601放大控制功率变换电路4稳定电压波动或电流波动。

所述的功率变换电路4包括逆变变压器T、开关调整管V2，逆变变压器T包括第一输入绕组L1和第二输入绕组L2和第一输出绕组L3和第二输出绕组L4，第二输入绕组L2的一端与开关调整管V2电连接，开关调整管V2与驱动电路601电连接，驱动电路601控制开关调整管V2导通和关闭时间，开关调整管7电连接有过电流保护电路。

软启动保护电路3由限流电阻R16和电容器C3构成，限流电阻R16和电容器C3的连接点与功率变换电路的第一输入绕组L1和第二输入绕组L2的连接连接，限流电阻R16另一端与桥式整流滤波电路的输出端电连接，电容器C3与电源负端电连接；当电源接通瞬间，软启动保护电路3开始工作，输入电压经整流桥U和限流电阻R16对电容器C3充电，由于开机时，C3的电压为零，因此，逆变器开机时不能正常工作，也就是限制了开机时产生的浪涌电流；当电容器C3充电到约80%额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管V1的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R16，开关电源处于正常运行状态。

每只模块的输入（输入的正和负引脚）都应用0.2uF陶瓷或薄膜电容本地旁路。这样可以分流高频的输入纹波电流。每只模块的基板和负输入引脚之间应接入一个4.7uF的电容，分流共模电流分量。

本发明的优点是：由于大功率开关电源的控制电路比较复杂，当一个电源模块不能满足功率要求时，将多个中、小功率的电源模块并联，通过改变电源模块的数量来满足不同功率的负载，每个模块承受较小的电应力，采用小功率电源模块，大规模控制集成电路做基本部件，大大减轻了对大功率元器件和装置的研制压力，简化了热设计，使得电源保持较高的效率和可靠性。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例电路框图；

图2是控制电路原理图。

图中，1、交流滤波；2、桥式整流滤波电路；3、软启动电路；4、功率变换电路；5、二次输出整流滤波电路；6、PWM控制电路；7、开关调整管；8、电源电路；9、输入端；10、输出端。

具体实施方式

参见图1所示大功率分布式电源方法，它至少包括多个一电源电路8，每个电源电路输入端9并联连接，输出端10分别并联连接，通过PWM控制电路6控制所有的电源电路8使输出端输出相同的电压和电流。

实际上，本发明将开关电源的PWM控制电路象独立出来，去统一管理多个电源电路，如电源电路是一个的情况下，就是一个现有的开关电源电路，参见图1和图2所示，包括：交流滤波1、桥式整流滤波电路2、软启动电路3、功率变换电路4、二次输出整流滤波电路5、PWM控制电路6；PWM控制电路6由驱动电路601、取样电路602、比较放大电路603、脉宽调制电路604、基准电路605构成，交流电压经交流滤波1进行滤波后输出与桥式整流滤波电路2的输入端电连接，经桥式整流滤波进行输出，桥式整流滤波电路2的输出端经软启动电路3后与功率变换电路4电连接，功率变换电路4的受控端与PWM控制电路6的控制端电连接，PWM控制电路6输入与二次输出整流滤波电路5输出端电连接，由PWM控制电路6的取样电路602检测输出电压波动信号或输出电流波动信号，输出电压波动信号或输出电流波动信号与基准电路605的基准信号一起输入到比较放大电路603的输入端，由比较放大电路603的输出端与脉宽调制电路604的控制端电连接，控制脉宽调制电路604的脉宽，脉宽变化信号经驱动电路601放大控制功率变换电路4稳定电压波动或电流波动。

二次输出整流滤波电路5包括续流二极管、储能电感和滤波电容组成。

参见图2所示，功率变换电路4包括逆变变压器T、开关调整管V2，逆变变压器T包括第一输入绕组L1和第二输入绕组L2和第一输出绕组L3和第二输出绕组L4，第二输入绕组L2的一端与开关调整管V2电连接，开关调整管V2与驱动电路601电连接，驱动电路601控制开关调整管V2导通和关闭时间，开关电源的电路比较复杂，在开关电源的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏。为此, 在本电源中使用软启动保护电路3。

软启动保护电路3由限流电阻R16和电容器C3构成，限流电阻R16和电容器C3的连接点与功率变换电路的第一输入绕组L1和第二输入绕组L2的连接连接，限流电阻R16另一端与桥式整流滤波电路的输出端电连接，电容器C3与电源负端电连接；当电源接通瞬间，软启动保护电路3开始工作，输入电压经整流桥U和限流电阻R16对电容器C3充电，由于开机时，C3的电压为零，因此，逆变器开机时不能正常工作，也就是限制了开机时产生的浪涌电流；当电容器C3充电到约80%额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管V1的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R16，开关电源处于正常运行状态。因此，选择合适的的电容C3，就能防止开机时产生的浪涌电流。

每路电源电路8的输入（输入的正和负引脚）都应用0.2uF陶瓷或薄膜电容本地旁路。这样可以分流高频的输入纹波电流。每只模块的基板和负输入引脚之间应接入一个4.7uF的电容，分流共模电流分量。

电源电路中设有电源故障检测电路，任一路电源出现故障，便有故障指示，在不断电的情况下，便可拔出故障电源，而另一个电源仍在给负载。

Claims

1.大功率分布式电源方法，其特征是：它至少包括多个一电源电路，每个电源电路输入端并联连接，输出端分别并联连接，通过控制电路使输出端输出相同的电压和电流。

2.根据权利要求1所述的大功率分布式电源方法，其特征是：电源电路包括：交流滤波1、桥式整流滤波电路2、软启动电路3、功率变换电路4、二次输出整流滤波电路5，交流电压经交流滤波1进行滤波后输出与桥式整流滤波电路2的输入端电连接，经桥式整流滤波进行输出，桥式整流滤波电路2的输出端经软启动电路3后与功率变换电路4电连接，每个功率变换电路4的受控端与PWM控制电路6的控制端电连接。

3.根据权利要求2所述的大功率分布式电源方法，其特征是：PWM控制电路6由驱动电路601、取样电路602、比较放大电路603、脉宽调制电路604、基准电路605构成，PWM控制电路6输入与二次输出整流滤波电路5输出端电连接，由PWM控制电路6的取样电路602检测输出电压波动信号或输出电流波动信号，输出电压波动信号或输出电流波动信号与基准电路605的基准信号一起输入到比较放大电路603的输入端，由比较放大电路603的输出端与脉宽调制电路604的控制端电连接，控制脉宽调制电路604的脉宽，脉宽变化信号经驱动电路601放大控制功率变换电路4稳定电压波动或电流波动。

4.根据权利要求2所述的大功率分布式电源方法，其特征是：所述的功率变换电路4包括逆变变压器T、开关调整管V2，逆变变压器T包括第一输入绕组L1和第二输入绕组L2和第一输出绕组L3和第二输出绕组L4，第二输入绕组L2的一端与开关调整管V2电连接，开关调整管V2与驱动电路601电连接，驱动电路601控制开关调整管V2导通和关闭时间，开关调整管7电连接有过电流保护电路。

5.根据权利要求2所述的大功率分布式电源方法，其特征是：软启动保护电路3由限流电阻R16和电容器C3构成，限流电阻R16和电容器C3的连接点与功率变换电路的第一输入绕组L1和第二输入绕组L2的连接连接，限流电阻R16另一端与桥式整流滤波电路的输出端电连接，电容器C3与电源负端电连接；当电源接通瞬间，软启动保护电路3开始工作，输入电压经整流桥U和限流电阻R16对电容器C3充电，由于开机时，C3的电压为零，因此，逆变器开机时不能正常工作，也就是限制了开机时产生的浪涌电流；当电容器C3充电到约80%额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管V1的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R16，开关电源处于正常运行状态。

6.根据权利要求2所述的大功率分布式电源方法，其特征是：电源电路的输入端9有0.2uF陶瓷或薄膜电容对地旁路。