CN103036436A - 一种开关电源并联控制电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关电源并联控制电路和方法，所述电路包括：稳压二极管，阴极与开关电源中脉宽调制芯片的供电管脚相连，用于根据供电管脚的电压控制线路的电流大小；电阻和控制器件，电阻一端与稳压二极管的阳极相连，另一端与控制器件的控制端相连接，控制器件的另外两端分别与地线和光电耦合器的副边相连接；控制器件用于控制输出电压大小。本发明提供的技术方案，通过给开关电源增加一条反馈线路，实现了在多台开关电源并联供电时，电压输出最高的电源被移走后，并联的电源系统仍然能不间断的向负载供电，不需要启动时间。并且不会降低电源的效率，仍然能实现对输出电压的高精度控制。

Description

一种开关电源并联控制电路和方法

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种开关电源并联控制电路和方法。

背景技术

在某些系统中，要求使用多台开关电源并联向负载供电，任意电源并联使用时可随时热插拔。而多台开关电源并联时，只有电压输出最高的电源处于工作状态，其他电压较低的电源处于停止工作状态。当输出电压最高的电源被断开后，输出电压次高的电源要经过一定时间的启动才能进入工作状态。因为某些情况下要求电压输出最高的电源被移走后，并联的电源系统仍然能不间断的向负载供电。

目前，现有技术解决这个问题的办法，基本上都是在输出回路的末端串联一个隔离功率二极管，然后将多个电源并联起来，图1是现有技术中开关电源并联使用时，避免较低电源停止工作的电路的示意图，如图1所示，电路中增加了隔离功率二极管101和隔离功率二极管102。将开关电源的反馈电路的一端，连在隔离功率二极管的阳极，就可以避免电压较低的电源停止工作。但是这种方法使用的隔离功率二极管，消耗了很大的功率，从而降低了电源的效率，并且输出电压受到隔离功率二极管本身参数、环境温度、输出负载等因素的影响，也难以实现输出电压的高精度控制。因此，目前的现有技术没有更好的方案解决这个问题。

发明内容

本发明提供了一种开关电源并联控制电路和方法，可以实现多台电源输出直接并联，向负载供电，并且提高了电源的效率和输出电压的精度。

一种开关电源并联控制电路，包括：

稳压二极管，阴极与开关电源中脉宽调制芯片的供电管脚相连，用于根据所述脉宽调制芯片供电管脚的电压控制线路的电流大小；

电阻和控制器件，所述电阻一端与所述稳压二极管的阳极相连接，另一端与所述控制器件的控制端相连接，所述控制器件的一端与地线相连接，所述控制器的另一端通过所述开关电源中光电耦合器的副边和所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端相连接；

所述控制器件用于控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小，从而控制所述开关电源中脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比。

进一步的，所述控制器件是三极管。

进一步的，所述三极管是NPN型三极管。

进一步的，所述电路适合于采用电流模式脉宽调制芯片的开关电源。

一种开关电源并联控制方法，包括：

将开关电源的输出电压作为控制信号；

利用所述控制信号的大小控制电路中稳压二极管的工作状态，从而控制线路中电流的大小；

控制器件利用所述线路中电流的大小控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小，从而控制所述开关电源中脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比，使开关电源并联控制线路形成闭环控制回路。

进一步的，采用NPN型三极管作为所述控制器，控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小。

进一步的，根据线路选取合适的所述稳压二极管的取值使得：

所述稳压二极管在击穿状态时，所述三极管工作在饱和工作区；

所述稳压二极管在非击穿状态时，所述三极管工作在放大工作区。

本发明提供的技术方案，通过给开关电源增加一条反馈线路，实现了在多台开关电源并联供电时，电压输出最高的电源被移走后，并联的电源系统仍然能不间断的向负载供电，不需要启动时间。并且不会降低电源的效率，仍然能实现对输出电压的高精度控制。

附图说明

图1是现有技术中开关电源并联使用时，避免较低电源停止工作的电路的示意图；

图2是本发明实施例提供的开关电源并联控制电路示意图；

图3是包含了本发明实施例提供的开关电源并联控制电路的开关电源并联系统电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例，仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

实施例一

图2是本发明实施例提供的开关电源并联控制电路示意图。

本实施例提供了一种开关电源并联控制电路，如图2所示，电路包括：

稳压二极管DW1，阴极与开关电源中脉宽调制芯片的供电管脚VCC相连，用于根据脉宽调制芯片供电管脚VCC的电压控制线路中的电流大小；

电阻R1和控制器件Q1，电阻R1一端与稳压二极管DW1的阳极相连接，另一端与控制器件Q1的控制端相连接，控制器件Q1的一端与地线相连接，另一端通过开关电源中光电耦合器的副边和开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端相连接，图2未示出，可参见图3。控制器件Q1用于控制流过开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小，从而控制开关电源中脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比。本发明的实施例优选的采用NPN型三极管作为控制器件Q1。

本实施例提供的电路适合于采用电流模式脉宽调制芯片的开关电源，因为这种芯片采用自供电的模式，芯片启动后正常工作状态下的供电电源为输出电压，因此，这种芯片供电管脚的电压随输出电压的变化而变化。

在实施例中，先将开关电源的输出电压作为控制信号；利用控制信号的大小控制电路中稳压二极管DW1的工作状态，这个电压足够大的时候，使线路中稳压二极管DW1处于击穿状态，而这个电压如果太小，稳压二极管DW1处于非击穿状态，从而控制了线路中电流的大小。本实施例优选的采用NPN型三极管作为控制器Q1，根据线路选取合适的稳压二极管DW1的取值，使得：稳压二极管DW1在击穿状态时，三极管作为控制器Q1工作在饱和区；稳压二极管DW1在非击穿状态时，三极管Q1工作在放大区。三极管Q1利用线路中电流的大小控制流过开关电源中脉宽调制芯片反馈输入端的电流大小，从而控制脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比，使开关电源并联控制线路形成闭环控制回路。

当稳压二极管DW1处于击穿状态时，电流较大，三极管Q1基极电压较大，处于饱和工作区，这时，三极管Q1导通，脉宽调制芯片反馈输入端的电流较大；

当稳压二极管DW1处于非击穿状态时，电流很小，三极管Q1处于放大工作区，这时，脉宽调制芯片反馈输入端的电流很小。

由于脉宽调制芯片反馈输入端的电流决定了脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比，进而控制了芯片供电管脚处电压的大小。

实施例二

图3是包含了本发明实施例提供的开关电源并联控制电路的开关电源并联系统电路示意图。如图3所示：

第一电源301和第二电源302是采用本发明实施例提供的电路的两个并联电源系统，以第一电源301为例，稳压二极管DW1的阴极与脉宽调制芯片的供电管脚VCC相连接，阳极与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极通过开关电源中光电耦合器PC1的副边与开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端相连接，三极管Q1的发射极接地。第二电源302与第一电源301结构相同。第一电源301和第二电源302的输出端相并联，第一电源301输出端的第一二极管D2的阴极与第二电源302的输出端的第二二极管D4的阴极相连接，第一电源301输出端的第一电解电容的负极与第二电源302的输出端的第二电解电容的负极相连接。

假设第二电源302的电压高于第一电源301的输出电压，那么在第一电源301的反馈线路中，三端稳压管的参考端电压升高，使得三端稳压管的阴极电流增大，通过光电耦合器PC1原边的电流增大，从而使光电耦合器PC1副边的电流增大，也就是使脉宽调制芯片反馈输入端的电流增大，由于反馈输入端的电流越大，脉宽调制芯片产生的脉冲占空比越小，输出电压就越小，所以，供电管脚VCC的电压被拉低。当供电管脚VCC的电压足够低时，不足以击穿稳压二极管DW1，控制线路的电流变得很小，三极管Q1工作在放大区，使脉宽调制芯片反馈输入端的电流减小，产生的脉冲占空比增大，供电管脚VCC的电压被高。直到供电管脚VCC的电压又能击穿稳压二极管DW1，这时控制线路的电流变很大，三极管Q1工作在饱和区，脉宽调制芯片反馈输入端的电流增大，产生的脉冲占空比减小，供电管脚VCC的电压又被拉低，形成闭环控制回路。最后，使供电管脚VCC的电压稳定，维持脉宽调制芯片正常工作，使电源处于待机状态。

当把第二电源302移走后，第一电源301马上进入工作状态，不需要重新启动。我们还可以用同样的方式并联更多的电源，其效果和本实施例提供的两个电源的并联效果是相同的。

本发明提供的技术方案，通过给开关电源增加一条反馈线路，实现了在多台开关电源并联供电时，电压输出最高的电源被移走后，并联的电源系统仍然能不间断的向负载供电，不需要启动时间。并且不会降低电源的效率，仍然能实现对输出电压的高精度控制。

以上仅是针对本发明的优选实施例及其技术原理所做的说明，而并非对本发明的技术内容所进行的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的技术范围内，所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种开关电源并联控制电路，包括：

稳压二极管，阴极与开关电源中脉宽调制芯片的供电管脚相连，用于根据所述脉宽调制芯片供电管脚的电压控制线路的电流大小；

电阻和控制器件，所述电阻一端与所述稳压二极管的阳极相连接，另一端与所述控制器件的控制端相连接，所述控制器件的一端与地线相连接，所述控制器的另一端通过所述开关电源中光电耦合器的副边和所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端相连接；

所述控制器件用于控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小，从而控制所述开关电源中脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制器件是三极管。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述三极管是NPN型三极管。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路适合于采用电流模式脉宽调制芯片的开关电源。

5.一种开关电源并联控制方法，包括：

将开关电源的输出电压作为控制信号；

利用所述控制信号的大小控制电路中稳压二极管的工作状态，从而控制线路中电流的大小；

控制器件利用所述线路中电流的大小控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小，从而控制所述开关电源中脉宽调制芯片产生的脉冲的占空比，使开关电源并联控制线路形成闭环控制回路。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用NPN型三极管作为所述控制器，控制流过所述开关电源中脉宽调制芯片的反馈输入端的电流大小。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据线路选取合适的所述稳压二极管的取值使得：

所述稳压二极管在击穿状态时，所述三极管工作在饱和工作区；

所述稳压二极管在非击穿状态时，所述三极管工作在放大工作区。

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