CN106099862B - 一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法，包括多个输入并联输出串联的DC‑DC变换器、辅助电源、电压检测单元、定时单元、逻辑与计算单元及光耦；电压检测单元检测输出电压，将采样值与预先设定的欠压基准值进行比较，如果低于欠压基准值，则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平到逻辑与计算单元，逻辑与计算单元将电压检测单元的输出结果与定时单元的输出结果进行逻辑计算输出到光耦，运算结果为高电平时，光耦关断变换器及辅助电源进行欠压保护。

Description

一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法
技术领域
本发明涉及开关电源领域，具体涉及一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法。
背景技术
在开关电源领域，对于许多工业设备，都有一个正常工作的电压范围。在高压情况下运行容易烧毁设备，而在低压情况下运行则会影响使用寿命。从而需要设置过欠压保护电路，以保证工业设备正常运行，当出现异常情况时，使电源停止工作。
在许多高输出电压场合，如太阳能发电系统、光电系统、超声设备等，需要将较低的输入电压变换成高电压输出。由于输入电压低，输入电流较大使得输入侧功率器件的电流应力较大，而输出侧电压高使得输出侧电压器件承受较大的电压应力。多模块输入并联输出串联有效地解决了上述的问题，它由多个模块在输入侧并联、输出侧串联组合而成，可以减小输入侧功率器件的电流应力和输出侧器件的电压应力，同时可以降低单个模块的输出功率，从而减小输出电容的容量和体积。
对于电源模块而言，在内部一般有设置有过压保护功能，但没有设置欠压保护功能。当多个电源模块输入并联输出串联时，有可能存在一些电源模块出现故障没有参与工作，使输出的电压等级不能满足负载的正常工作，因此有必要在外部设置一个欠压保护电路。
基于以上所述，如何在电源模块外部设置一个简单可靠的欠压保护电路，是负载安全稳定工作的关键之一。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法，包括多个输入并联输出串联的DC-DC变换器、辅助电源、电压检测单元、定时单元、逻辑与计算单元及光耦；
输入电压经过多个输入并联输出串联的DC-DC变换器变换为满足负载电压等级要求的输出稳定直流电压，稳定直流电压分别输入到辅助电源及电压检测单元，经过辅助电源的直流电压用于IC芯片或单片机的供电；
同时电压检测单元实时检测稳定直流电压，电压检测单元将采样值与预先设定的欠压基准值进行比较，如果低于欠压基准值，则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平到逻辑与计算单元；
定时单元设定延时时间，延时时间到则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平；
逻辑与计算单元将电压检测单元的输出结果与定时单元的输出结果进行逻辑计算，得到运算结果输出到光耦，光耦根据运算结果对辅助电源及DC-DC变换器进行控制。
所述光耦根据运算结果对辅助电源及DC-DC变换器进行控制，具体为：如果逻辑与计算单元输出高电平，则光耦控制DC-DC变换器及辅助电源关断。
所述定时单元在电路启动时，开始定时，输出低电平，使电压检测单元输出结果无效；当定时时间到，输出高电平，使电压检测单元输出结果有效。
所述电压检测单元包括电压采样电路，所述电压采样电路由第一电阻及第二电阻串联构成。
本发明的有益效果：
(1)本发明能有效地实现多模块输入并联输出串联的欠压保护，一旦有模块出现输出故障，将关断所有模块，从而可以保护好供电设备。
(2)本发明设置定时单元，可以有效避免启动过程中线路的误动作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电路连接图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1-图2所示，一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法，包括多个输入并联输出串联的DC-DC变换器、辅助电源、电压检测单元、定时单元、逻辑与计算单元及光耦；
输入电压经过多个输入并联输出串联的DC-DC变换器变换为满足负载电压等级要求的输出稳定直流电压，稳定直流电压分别输入到辅助电源及电压检测单元，经过辅助电源的直流电压用于IC芯片或单片机的供电；
同时电压检测单元实时检测稳定直流电压，电压检测单元将采样值与预先设定的欠压基准值进行比较，如果低于欠压基准值，则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平到逻辑与计算单元；
定时单元设定延时时间，延时时间到则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平；
逻辑与计算单元将电压检测单元的输出结果与定时单元的输出结果进行逻辑计算，得到运算结果输出到光耦，光耦根据运算结果对辅助电源及DC-DC变换器进行控制，如果运算结果为高电平，则光耦关断DC-DC变换器及辅助电源，时单片机或其他IC芯片停止工作。
本实施例中输入电压由实验室的可调直流电源提供，主要为多个输入并联输出串联的DC-DC变换器供电；
本实施例中是两个DC-DC变换器将输入电压变换为满足负载工作要求的电压等级，两个模块输出串联，则输出为单个模块输出电压的2倍。
所述辅助电源将输出电压变换为单片机和其他IC的工作电压(如5V)。
所述电压检测单元包括电压采样电路，所述电压采样电路由第一电阻及第二电阻串联构成，按照一定比例采样，本实施例的采样比例为
本发明的定时单元为防止启动过程中欠压保护电路的误动作，在启动过程中发出低电平，使电压检测单元的输出结果无效。当到达延时时间后，定时单元发出一个高电平，使电压检测单元的输出结果有效。
本发明的光耦起到原副边隔离的作用。另外，所述光耦将控制电源模块的开启和关断。当模块都正常工作时，光耦副边的三极管集电极为高电平；当有模块没有参与工作时，光耦副边的三极管集电极为低电平，将关断所有模块。
综上所述，本发明的原理是：当有电源模块没参与工作时，输出电压就只有正常输出的一半，此时将实行欠压保护。即此时采样输出电压低于欠压基准进行比较，输出一个高电平，当定时时间到后，将触发光耦导通，从而关断DC-DC模块，同时将关断辅助电源，使单片机停止工作，达到欠压保护的目的
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于多模块输入并联输出串联结构的欠压保护方法，其特征在于，包括多个输入并联输出串联的DC-DC变换器、辅助电源、电压检测单元、定时单元、逻辑与计算单元及光耦；
输入电压经过多个输入并联输出串联的DC-DC变换器变换为满足负载电压等级要求的输出稳定直流电压，稳定直流电压分别输入到辅助电源及电压检测单元，经过辅助电源的直流电压用于IC芯片的供电；
同时电压检测单元实时检测稳定直流电压，电压检测单元将采样值与预先设定的欠压基准值进行比较，如果低于欠压基准值，则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平到逻辑与计算单元；
定时单元设定延时时间，延时时间到则输出高电平到逻辑与计算单元，否则输出低电平；
逻辑与计算单元将电压检测单元的输出结果与定时单元的输出结果进行逻辑计算，得到运算结果输出到光耦，光耦根据运算结果对辅助电源及DC-DC变换器进行控制。
2.根据权利要求1所述的欠压保护方法，其特征在于，所述光耦根据运算结果对辅助电源及DC-DC变换器进行控制，具体为：如果逻辑与计算单元输出高电平，则光耦控制DC-DC变换器及辅助电源关断。
3.根据权利要求1所述的欠压保护方法，其特征在于，所述定时单元在电路启动时，开始定时，输出低电平，使电压检测单元输出结果无效；当定时时间到，输出高电平，使电压检测单元输出结果有效。
4.根据权利要求1所述的欠压保护方法，其特征在于，所述电压检测单元包括电压采样电路，所述电压采样电路由第一电阻及第二电阻串联构成。
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