CN104967110B - 多电源并联供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多电源并联供电系统，包括直接连接至共享供电线的复数个电源供应装置，每个电源供应装置包括直流电源转换器、变压器、切换电源控制装置、整流装置以及判断装置，其中切换电源控制装置包括控制部和驱动部，控制部接收检索自共享供电线的反馈电压而产生误差信号，驱动部接收误差信号并依据误差信号对直流电源转换器的第二直流电压进行切割而产生第一交流电压，再经变压器产生第二交流电压，整流装置接收第二交流电压并输出目标直流电压，判断装置接收反馈电压、误差信号和第二交流电压以判断该电源供应装置是否正常。本发明提供的多电源并联供电系统可判断并联的电源供应装置是否异常以替换有问题的电源供应器，避免造成系统异常。

Description

多电源并联供电系统
本申请是于2011年02月22日提交中国专利局、申请号为201110044086.4、发明名称为“多电源并联供电系统”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于电源供应装置，且特别有关于输出端无ORing装置(ORingdevice)的多电源并联供电系统。
背景技术
许多现代的设备和系统需要具有备份电源、多电源供应或可选择电源的供电架构。一旦应用装置需要多个电源，电力结合、电源选择和保护总线等问题就随之而来。并联的电源若无保护装置会因为其中一个或多个装置的故障、短路或移除而导致操作中断或系统异常。一般而言，具有多个电源并联的供电架构可在电源的输出端与供电线之间使用ORing装置以隔绝电源与供电线。
但若系统中电源供应器的输出端无ORing装置，当电源供应器在并联状态，而其中一台电源供应器中的直流电源转换器(DC-to-DC converter)或其它的电路组成单元损坏而造成上述电源供应器的输出不正常时，因电源供应器内部的直流电源转换器提供的输出电压是与总线上的电压接在一起，所以系统无法单纯通过监测上述电源供应器输出电压的方式判断上述电源供应器已有损坏而非正常工作。如果此时关掉另一台电源供应器，将造成系统断电而产生异常。
发明内容
有鉴于此，本发明提供输出端无ORing装置的一种多电源并联供电系统，其可判断并联的电源供应装置是否异常以替换有问题的电源供应器，避免造成系统异常，并可适用于目前的电源供应装置产品中。
本发明提供一种多电源并联供电系统，包括：复数个电源供应装置，其中每个电源供应装置的输出端直接连接至共享供电线；每个电源供应装置包括：一直流电源转换器(DC-to-DC converter)，将第一直流电压转换为第二直流电压；一变压器，具有第一绕组及第二绕组，该第一绕组耦接该第二直流电压；一切换电源控制装置，其包括一控制部和一驱动部，其中控制部接收检索自该共享供电线的一反馈电压而产生一误差信号，而驱动部接收误差信号，并依据误差信号的电平对第二直流电压进行切割而在第一绕组上产生第一交流电压，并使得第二绕组上对应产生第二交流电压；一整流装置，接收第二交流电压而输出一目标直流电压至共享供电线；以及一判断装置，接收该反馈电压、该误差信号、和该第二交流电压，据以判断该电源供应装置是否正常。
附图说明
图1所示为根据本发明一实施例的多电源并联供电系统示意图；
图2所示为根据本发明一实施例的电源供应装置示意图；
图3所示为根据本发明一实施例的控制部示意图；
图4所示为根据本发明一实施例的判断装置示意图。
附图标记说明：
100：多电源并联供电系统；
200：电源供应装置；
210：直流电源转换器；
220：变压器；
221：第一绕组；
222：第二绕组；
230：切换电源控制装置；
231：控制部；
232：驱动部；
240：整流装置；
250、450：判断装置；
260：共享供电线；
270：反馈装置；
340：误差放大器；
341：定电流源；
342：电容装置；
451：与门；
452：反互斥或门；
EAOUT：误差信号；
FUNCTION：判断信号；
SS：缓启动信号；
Vi：第一直流电压；
Vf：反馈电压；
Vo：目标直流电压；
Winding_sense：第二交流电压；
Ref：参考电压。
具体实施方式
以下说明是本发明的实施例。其目的是要举例说明本发明一般性的原则，不应视为本发明的限制，本发明的范围当以申请专利范围所界定者为准。
本发明提供一种多电源并联供电系统，此多电源并联供电系统中的复数个电源供应装置的输出端无ORing装置，而此多电源并联供电系统可以判断并联的电源供应装置是否异常，以替换有问题的电源供应装置，避免造成系统异常。
图1所示为根据本发明一实施例的多电源并联供电系统示意图，其中复数个电源供应装置200为并联且每个电源供应装置200的输出端直接连接至共享供电线260。
图2所示为根据本发明一实施例的电源供应装置示意图，此电源供应装置200包括：直流电源转换器(DC-to-DC converter)210将第一直流电压Vi转换为第二直流电压；变压器220具有第一绕组221和第二绕组222，其中第一绕组耦接至第二直流电压；切换电源控制装置230包括控制部231和驱动部232，其中控制部231接收检索自该共享供电线260的反馈电压Vf而产生误差信号EAOUT，驱动部232接收误差信号EAOUT，并依据该误差信号的电平对第一绕组221上的第二直流电压进行切割而在第一绕组221上产生第一交流电压，并使第二绕组222上对应产生第二交流电压Winding_sense；整流装置240，其接收第二绕组222上的第二交流电压Winding_sense而输出目标直流电压Vo至共享供电线260；以及判断装置250，其接收反馈电压Vf、误差信号EAOUT和第二交流电压Winding_sense，并根据反馈电压Vf、误差信号EAOUT和第二交流电压Winding_sense以判断电源供应装置220是否正常。
在图2的范例中，驱动部232和控制部231之间为了达成电性隔离的目的而设有一隔离变压器，也可使用光耦合组件等的隔离装置。控制部231通过上述隔离变压器将相关的信号(例如误差信号EAOUT等)传送至驱动部232。此外，上述驱动部232例如包括开关装置(未图标)耦接上述第一绕组221，并且响应误差信号EAOUT，进行开启、关闭的动作而切割上述第二直流电压。
电源供应装置200还进一步包括反馈装置270连接至共享供电线260，反馈装置270对目标直流电压Vo进行分压而输出反馈电压Vf，使反馈电压Vf反应出目标直流电压Vo的变动而介于一上限电压及一下限电压之间，若反馈电压Vf的电平在上限电压及下限电压之间，则反应目标直流电压Vo在正常的范围内，若反馈电压Vf的电平超出上限电压及下限电压之间的范围，则判断装置250判定电源供应装置200不正常；例如，反馈装置270本身故障、或是在整个反馈路径上有其它问题发生等，而造成电源供应装置200不正常。
判断装置250还进一步检测误差信号EAOUT和第二交流电压Winding_sense，判断装置250检测误差信号EAOUT的电平值否大于第一电平，同时判断装置250也检测第二交流电压Winding_sense是否大于一第二电平且持续一既定时间。其中第二电平为判断装置250检测第二交流电压Winding_sense的交流电压电平时的噪声容度。
当误差信号EAOUT的电平未大于第一电平、且第二交流电压Winding_sense的交流电压电平大于第二电平且持续该既定时间时，判断装置250判定电源供应装置200不正常。当误差信号EAOUT的电平大于第一电平、且第二交流电压Winding_sense的交流电压电平未大于第二电平或未持续该既定时间时，判断装置250判定电源供应装置200不正常。
当反馈电压Vf的电平未超出上限电压及下限电压之间的范围的情形下，上述判断装置250进行进一步的判断；当误差信号EAOUT的电平未大于第一电平、且第二交流电压Winding_sense的交流电压电平大于第二电平且持续既定时间时，判断装置250判定电源供应装置200不正常。当反馈电压Vf的电平未超出上限电压及下限电压之间的范围的情形下，上述判断装置250也进行进一步的判断；当误差信号EAOUT的电平大于第一电平、且第二交流电压Winding_sense的交流电压电平未大于第二电平或未持续既定时间时，判断装置250判定电源供应装置200不正常。
判断装置250还可进一步接收一缓启动信号SS，当缓启动信号SS的电平未保持高于第三电平时，则判断装置250判定电源供应装置不正常。
图3所示为根据本发明一实施例的控制部示意图，控制部231包括误差放大器340和定电流源341，误差放大器340接收反馈电压Vf和参考电压Ref以产生误差信号EAOUT，而定电流源341对外加电容装置342充电而输出缓启动信号SS，以控制电源供应装置的启动。
判断装置250可为一微处理器、具有执行程序的硬件或逻辑门组合等可据以实施上述功能的装置，图4所示为根据本发明一实施例的判断装置示意图，但并非限定于此，判断装置450包括一与门(AND Gate)451及一反互斥或门(XNOR Gate)452，反互斥或门452接收第二交流电压Winding_sense和误差信号EAOUT，与门451接收反馈电压Vf、缓启动信号SS以及反互斥或门452的输出，与门451输出一判断信号FUNCTION，当判断信号FUNCTION为逻辑1时，代表电源供应装置正常，反之，当判断信号FUNCTION为逻辑0时，则代表电源供应装置不正常。
在一实施例中，当反馈电压Vf在2.35V(下限电压)和2.68V(上限电压)之间时，反馈电压为逻辑1，其余情况则为逻辑0。反馈电压Vf上限电压和下限电压之间的范围系反应目标直流电压Vo，在此实施例中，目标直流电压Vo为12V，若反馈电压Vf在2.35V(下限电压)和2.68V(上限电压)之间，则反应目标直流电压Vo在正常目标范围内。目标直流电压Vo根据不同的设计规则会有不同的值。
在此实施例中，当缓启动信号SS高于0.5V(第三电平)时，缓启动信号SS为逻辑1，其余情况则为逻辑0。而当第二交流电压Winding_sense大于0.3V(第二电平)且持续10秒(既定时间)时，第二交流电压Winding_sense为逻辑1，其余情况则为逻辑0，其中0.3V为检测第二交流电压Winding_sense时的噪声容度。当误差信号EAOUT大于0.5V(第一电平)时，误差信号EAOUT为逻辑1，其余情况则为逻辑0。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种多电源并联供电系统，其特征在于，包括：
复数个电源供应装置，每一所述电源供应装置的输出端直接连接至一共享供电线；
每一所述电源供应装置包括：
一直流电源转换器(DC-to-DC converter)，将一第一直流电压转换为一第二直流电压；
一变压器，具有一第一绕组及一第二绕组，所述第一绕组耦接所述第二直流电压；
一切换电源控制装置，包括：
一控制部，接收检索自所述共享供电线的一反馈电压而产生一误差信号；及
一驱动部，接收所述误差信号，依据所述误差信号的电平对所述第二直流电压进行切割而在所述第一绕组上产生一第一交流电压，并使得所述第二绕组上产生一第二交流电压；
一整流装置，接收所述第二交流电压而输出一目标直流电压至所述共享供电线；以及
一判断装置，包括：
一反互斥或门，接收所述误差信号和所述第二交流电压；及
一与门，接收所述反馈电压Vf和所述反互斥或门的输出，输出一判断信号，其中当所述判断信号为逻辑1时，判定所述电源供应装置正常，反之，当所述判断信号为逻辑0时，则判定所述电源供应装置不正常。
2.根据权利要求1所述的多电源并联供电系统，其特征在于，还包括一反馈装置连接所述共享供电线，用以对所述目标直流电压进行分压而输出所述反馈电压，使所述反馈电压反应所述目标直流电压的变动而介于一上限电压及一下限电压之间；当所述反馈电压的电平超出所述上限电压及所述下限电压之间的范围时，所述判断装置判定所述电源供应装置不正常。
3.根据权利要求1所述的多电源并联供电系统，其特征在于，所述判断装置还分别检测所述误差信号的电平是否大于一第一电平、和所述第二交流电压的交流电压电平是否大于一第二电平且持续一既定时间。
4.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，当所述误差信号的电平未大于一第一电平、且所述第二交流电压的交流电压电平大于一第二电平且持续一既定时间时，所述判断装置判定所述电源供应装置不正常。
5.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，当所述误差信号的电平大于一第一电平、且所述第二交流电压的交流电压电平未大于一第二电平或未持续一既定时间时，所述判断装置判定所述电源供应装置不正常。
6.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，所述第二电平为所述判断装置检测所述第二交流电压的交流电压电平时的噪声容度。
7.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，所述控制部包括一误差放大器，接收所述反馈电压及一参考电压产生所述误差信号。
8.根据权利要求1所述的多电源并联供电系统，其特征在于，所述控制部还具有一定电流源，对一外加电容装置充电而输出一缓启动信号，以控制所述电源供应装置的启动。
9.根据权利要求8所述的多电源并联供电系统，其特征在于，所述判断装置的所述与门还接收所述缓启动信号，当所述缓启动信号的电平未保持高于一第三电平时，则所述判断信号为逻辑0以判定所述电源供应装置不正常。
10.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，还包括一反馈装置连接所述共享供电线，用以对所述目标直流电压进行分压而输出所述反馈电压，使所述反馈电压反应所述目标直流电压的变动而介于一上限电压及一下限电压之间；在所述反馈电压的电平未超出所述上限电压及所述下限电压之间的范围的情形下，当所述误差信号的电平未大于一第一电平、且所述第二交流电压的交流电压电平大于一第二电平且持续一既定时间时，所述判断装置判定所述电源供应装置不正常。
11.根据权利要求3所述的多电源并联供电系统，其特征在于，还包括一反馈装置连接所述共享供电线，用以对所述目标直流电压进行分压而输出所述反馈电压，使所述反馈电压反应所述目标直流电压的变动而介于一上限电压及一下限电压之间；在所述反馈电压的电平未超出所述上限电压及所述下限电压之间的范围的情形下，当所述误差信号的电平大于一第一电平、且所述第二交流电压的交流电压电平未大于一第二电平或未持续一既定时间时，所述判断装置判定所述电源供应装置不正常。
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