CN107728693A - 含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 - Google Patents

Abstract

一种含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统包括直流输出电源、阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、第1受控电流源至第N受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载，既可采用所述阻抗补偿单元位于高端的连接方式，也可采用所述阻抗补偿单元位于低端的连接方式。本发明通过第1受控电流源至第N受控电流源的状态反馈，动态调整阻抗补偿单元的阻抗，在宽直流电压范围的工作场合可抑制第1受控电流源至第N受控电流源内部的工作电压差，可实现高精度的电流控制。

Description

含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统

技术领域

本发明涉及分段式直流供电系统，主要应用于宽直流电压范围的 工作场合，适用的电压型负载包括LED、蓄电池、超级电容等。

背景技术

如图1所示，一种常见的分段式直流供电系统由直流输出电源、 函数发生器、分段控制器、第1受控电流源至第N受控电流源、第1 电压型负载至第N电压型负载组成。分段控制器根据其端口vc的电 压值决定并由其端口e1至en分别控制第1受控电流源至第N受控电流源的关断状态。函数发生器是第1受控电流源至第N受控电流源的 控制源，而流过第1电压型负载至第N电压型负载的电流则由导通时 的第1受控电流源至导通时的第N受控电流源确定。因此，能否实现 电流的精确控制，第J受控电流源至关重要，J的取值范围为1至N。当第J受控电流源采用简单电路(如：主体均为单个BJT或MOSFET) 时，若应用于宽直流电压范围的工作场合，当其导通时，其端口sj+ 和sj-内部过大的工作电压差变化范围会令其转移电导或转移电流比 很难保持恒定，j的取值范围为1至n。这对电流的精确控制不利。

发明内容

为了克服现有分段式直流供电系统在宽直流电压范围的工作场合 下存在电流控制不精确的问题，本发明提供一种含共用阻抗补偿单元 的分段式直流供电系统，采用一个共用的阻抗补偿单元，实现抑制多 个受控电流源端口s+和s-内部的电压差变化范围，达到提高电流控制 精确度的整体效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，包括直流输出 电源、阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、第1受控电流源至 第N受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载，

所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端 口f输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出 电压vo的任意函数(例如：式中，A和m均为常数， vop为直流输出电源输出电压vo的峰值)；

所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，根据 直流输出电源输出电压vo决定并由其端口e1至en分别控制第1受控 电流源至第N受控电流源的关断状态，

所述第J受控电流源的端口fj接收来自函数发生器的电流控制信 息，并转化成流过其端口sj+和sj-的工作电流，其端口dj输出其端口 sj+和sj-内部的工作电压差信息，J的取值范围为1至N，j的取值范 围为1至n，

所述阻抗补偿单元的端口c接收来自函数发生器的电流控制信 息，其端口d1至dn分别接收来自第1受控电流源至第N受控电流源 的内部工作电压差信息，其端口a与b之间的工作电压差由函数发生 器的电流控制信息和第1受控电流源至第N受控电流源的内部工作电 压差信息共同确定。

进一步，所述阻抗补偿单元位于高端，所述直流输出电源的正端 vo+同时与所述阻抗补偿单元的端口a、函数发生器的端口vc以及分 段控制器的端口vc相连，所述阻抗补偿单元的端口b与第1电压型负 载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-同时与第K受控电流源 的端口sk+和第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取值范围是1 至N-1，k的取值范围是1至n-1，第N电压型负载的负端ln-与第N 受控电流源的端口sn+相连，第1受控电流源的端口s1-至第N受控电 流源的端口sn-均与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控电流源的 端口d1至第N受控电流源的端口dn分别与所述阻抗补偿单元的端口 d1至dn相连，函数发生器的端口f同时与阻抗补偿单元的端口c以及 第1受控电流源的端口f1至第N受控电流源的端口fn相连，分段控 制器的端口e1至en分别与第1受控电流源的端口e1至第N受控电 流源的端口en相连。

再进一步，所述阻抗补偿单元包括PNP型BJT管Qa1、NPN型 BJT管Qa2、NPN型BJT管Qa3、电阻Ra1、电阻Ra2、电阻Ra3、 电阻Ra4_1至电阻Ra4_n，PNP型BJT管Qa1的发射极与所述阻抗补 偿单元的端口a相连，PNP型BJT管Qa1的集电极与阻抗补偿单元的 端口b相连，PNP型BJT管Qa1的基极与电阻Ra1的一端相连，电阻 Ra1的另一端与NPN型BJT管Qa2的集电极相连，NPN型BJT管 Qa2的基极同时与电阻Ra2的一端和电阻Ra3的一端相连，电阻Ra2 的另一端与阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Ra3的另一端与NPN 型BJT管Qa3的集电极相连，NPN型BJT管Qa3的基极与电阻Ra4_1 的一端至电阻Ra4_n的一端相连，电阻Ra4_1的另一端至电阻Ra4_n 的另一端分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，NPN型BJT管 Qa2的发射极和NPN型BJT管Qa3的发射极均与所述直流输出电源 的负端vo-相连。

更进一步，所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括NPN型BJT管Qjsa1、NPN型BJT管Qjsa2、NPN型BJT管Qjsa3、 稳压管Zjsa1、电阻Rjsa1、电阻Rjsa2和电阻Rjsa3，j的取值范围为 1至n，NPN型BJT管Qjsa2的集电极与第J受控电流源的端口sj+相 连，NPN型BJT管Qjsa2的发射极同时与NPN型BJT管Qjsa1的集 电极和稳压管Zjsa1的阴极相连，稳压管Zjsa1的阳极与所述第J受控 电流源的端口dj相连，NPN型BJT管Qjsa2的基极同时与电阻Rjsa2 的一端和NPN型BJT管Qjsa3的集电极相连，电阻Rjsa2的另一端和 电阻Rjsa1的一端均与第J受控电流源的端口fj相连，电阻Rjsa1的 另一端与NPN型BJT管Qjsa1的基极相连，NPN型BJT管Qjsa3的 基极与电阻Rjsa3的一端相连，电阻Rjsa3的另一端与所述第J受控电流源的端口ej相连，NPN型BJT管Qjsa3的发射极以及NPN型BJT 管Qjsa1的发射极均与所述第J受控电流源的端口sj-相连。

或者是：所述阻抗补偿单元位于低端，所述直流输出电源的正端 vo+同时与第1受控电流源的端口s1+至第N受控电流源的端口sn+、 函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述第N受控 电流源的端口sn-与第N电压型负载的端口ln+相连，第K电压型负载 的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+以及第K-1受控电流源的 端口sk-1-相连，K的取值范围是N至2，k的取值范围是n至2，第1 电压型负载的负端l1-与所述阻抗补偿单元的端口a相连，阻抗补偿单 元的端口b与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控电流源的端口 d1至第N受控电流源的端口dn分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn 相连，函数发生器的端口f同时与第1受控电流源的端口f1至第N受 控电流源的端口fn以及阻抗补偿单元的端口c相连，分段控制器的端 口e1至en分别于第1受控电流源的端口e1至第N受控电流源的端 口en相连。

进一步，所述阻抗补偿单元包括NPN型BJT管Qb1、NPN型BJT 管Qb2、电阻Rb1_1至电阻Rb1_n、电阻Rb2和电阻Rb3，NPN型 BJT管Qb1的集电极与所述阻抗补偿单元的端口a相连，NPN型BJT 管Qb1的基极同时与电阻Rb3的一端以及电阻Rb2的一端相连，电 阻Rb3的另一端与所述阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Rb2的另一 端与NPN型BJT管Qb2的集电极相连，NPN型BJT管Qb2的基极同 时与电阻Rb1_1的一端至电阻Rb1_n的一端相连，电阻Rb1_1的另一端至电阻Rb1_n的另一端分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连， NPN型BJT管Qb1的发射极和NPN型BJT管Qb2的发射极均与所述 阻抗补偿单元的端口b相连。

更进一步，所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括 PNP型BJT管Qjsb1、PNP型BJT管Qjsb2、PNP型BJT管Qjsb3、 NPN型BJT管Qjsb4、NPN型BJT管Qjsb5、NPN型BJT管Qjsb6、 NPN型BJT管Qjsb7、稳压管Zjsb1、电阻Rjsb1、电阻Rjsb2、电阻 Rjsb3、电阻Rjsb4、电阻Rjsb5、电阻Rjsb6和电阻Rjsc7，j的取值范 围是1至n，PNP型BJT管Qjsb1的发射极、电阻Rjsb1的一端、PNP 型BJT管Qjsb3的发射极均与所述第J受控电流源的端口sj+相连，PNP型BJT管Qjsb1的集电极同时与PNP型BJT管Qjsb2的发射极以及稳 压管Zjsb1的阳极相连，稳压管Zjsb1的阴极同时与电阻Rjsb1的另一 端以及PNP型BJT管Qjsb3的基极相连，PNP型BJT管Qjsb3的集 电极与所述第J受控电流源的端口dj相连，PNP型BJT管Qjsb2的集 电极与所述第J受控电流源的端口sj-相连，PNP型BJT管Qjsb1的基 极与电阻Rjsb2的一端相连，电阻Rjsb2的另一端与NPN型BJT管Qjsb4的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的发射极与NPN型BJT 管Qjsb5的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的基极与电阻Rjsb3的 一端相连，NPN型BJT管Qjsb5的基极与电阻Rjsb4的一端相连，电 阻Rjsb3的另一端、电阻Rjsb4的另一端和电阻Rjsb5的一端均与所述 第J受控电流源的端口fj相连，电阻Rjsb5的另一端同时与NPN型BJT管Qjsb6的基极以及NPN型BJT管Qjsb7的集电极相连，NPN 型BJT管Qjsb7的基极与电阻Rjsb7的一端相连，电阻Rjsb7的另一 端与所述第J受控电流源的端口ej相连，NPN型BJT管Qjsb5的发射 极、NPN型BJT管Qjsb6的发射极和NPN型BJT管Qjsb7的发射极 均与所述直流输出电源的端口vo-相连。

本发明的技术构思为：采用一个共用的阻抗补偿单元，根据多个 受控电流源的状态反馈，动态调整该阻抗补偿单元的阻抗，在宽直流 电压范围的工作场合可抑制多个受控电流源内部的工作电压差，可实 现高精度的电流控制。

本发明的有益效果主要表现在：含共同阻抗补偿单元的分段式直 流供电系统具有可扩展性，在宽直流电压范围的工作场合可始终保持 良好的电流控制精度，而且阻抗补偿单元结构简单。

附图说明

图1是一种常见的分段式直流供电系统框图。

图2是本发明采用共用阻抗补偿单元位于高端连接方式的系统框 图。

图3是本发明实施例1关于阻抗补偿单元的电路图。

图4是本发明实施例1关于第J受控电流源的电路图。

图5是本发明实施例1取N＝3、电压型负载为LED 时的仿真波形图。

图6是本发明采用共用阻抗补偿单元位于低端连接方式的系统框 图。

图7是本发明实施例2关于阻抗补偿单元的电路图。

图8是本发明实施例2关于第J受控电流源的电路图。

图9是本发明实施例2取N＝1、电压型负载为LED 时的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图2～图9，一种含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统 包括直流输出电源、阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、第1 受控电流源至第N受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载。 所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端口f 输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压 vo的任意函数。所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+ 相连，根据直流输出电源输出电压vo决定并由其端口e1至en分别控 制第1受控电流源至第N受控电流源的关断状态。所述第J受控电流 源的端口fj接收来自函数发生器的电流控制信息，并转化成流过其端 口sj+和sj-的工作电流，其端口dj输出其端口sj+和sj-内部的工作电 压差信息，J的取值范围为1至N，j的取值范围为1至n。所述阻抗 补偿单元的端口c接收来自函数发生器的电流控制信息，其端口d1 至dn分别接收来自第1受控电流源至第N受控电流源的内部工作电 压差信息，其端口a与b之间的工作电压差由函数发生器的电流控制 信息和第1受控电流源至第N受控电流源的内部工作电压差信息共同 确定。

实施例1

参照图2至图5，所述阻抗补偿单元位于高端，所述直流输出电 源的正端vo+同时与所述阻抗补偿单元的端口a、函数发生器的端口 vc以及分段控制器的端口vc相连，所述阻抗补偿单元的端口b与第1 电压型负载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-同时与第K受 控电流源的端口sk+和第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取 值范围是1至N-1，k的取值范围是1至n-1，第N电压型负载的负端 ln-与第N受控电流源的端口sn+相连，第1受控电流源的端口s1-至第 N受控电流源的端口sn-均与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控 电流源的端口d1至第N受控电流源的端口dn分别与所述阻抗补偿单 元的端口d1至dn相连，函数发生器的端口f同时与阻抗补偿单元的 端口c以及第1受控电流源的端口f1至第N受控电流源的端口fn相 连，分段控制器的端口e1至en分别与第1受控电流源的端口e1至第N受控电流源的端口en相连。

所述阻抗补偿单元包括PNP型BJT管Qa1、NPN型BJT管Qa2、 NPN型BJT管Qa3、电阻Ra1、电阻Ra2、电阻Ra3、电阻Ra4_1至 电阻Ra4_n，PNP型BJT管Qa1的发射极与所述阻抗补偿单元的端口 a相连，PNP型BJT管Qa1的集电极与阻抗补偿单元的端口b相连， PNP型BJT管Qa1的基极与电阻Ra1的一端相连，电阻Ra1的另一 端与NPN型BJT管Qa2的集电极相连，NPN型BJT管Qa2的基极同 时与电阻Ra2的一端和电阻Ra3的一端相连，电阻Ra2的另一端与阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Ra3的另一端与NPN型BJT管Qa3 的集电极相连，NPN型BJT管Qa3的基极与电阻Ra4_1的一端至电 阻Ra4_n的一端相连，电阻Ra4_1的另一端至电阻Ra4_n的另一端分 别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，NPN型BJT管Qa2的发射 极和NPN型BJT管Qa3的发射极均与所述直流输出电源的负端vo- 相连。

所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括NPN型BJT 管Qjsa1、NPN型BJT管Qjsa2、NPN型BJT管Qjsa3、稳压管Zjsa1、 电阻Rjsa1、电阻Rjsa2和电阻Rjsa3，j的取值范围为1至n，NPN型 BJT管Qjsa2的集电极与第J受控电流源的端口sj+相连，NPN型BJT 管Qjsa2的发射极同时与NPN型BJT管Qjsa1的集电极和稳压管Zjsa1 的阴极相连，稳压管Zjsa1的阳极与所述第J受控电流源的端口dj相 连，NPN型BJT管Qjsa2的基极同时与电阻Rjsa2的一端和NPN型 BJT管Qjsa3的集电极相连，电阻Rjsa2的另一端和电阻Rjsa1的一端 均与第J受控电流源的端口fj相连，电阻Rjsa1的另一端与NPN型 BJT管Qjsa1的基极相连，NPN型BJT管Qjsa3的基极与电阻Rjsa3 的一端相连，电阻Rjsa3的另一端与所述第J受控电流源的端口ej相 连，NPN型BJT管Qjsa3的发射极以及NPN型BJT管Qjsa1的发射 极均与所述第J受控电流源的端口sj-相连。

假设Vj是第J电压型负载的工作电压，VZjsa1是稳压管Zjsa1的 反向导通压降，vsj为第J受控电流源内部的工作电压差。当 时，分段控制器的端口e1至ej-1均为高电平，而分段控制器 的端口ej至en均为低电平。在分段控制器端口e1至ej-1的控制下， 第1受控电流源至第J-1受控电流源处于关断状态。因第J+1电压型负载至第N电压型负载基本不工作，故第J+1受控电流 源至第N受控电流源也基本处于关断状态。仅第J受控电流源处于导 通状态。当vsj>VZjsa1时，阻抗补偿单元中的Qa3导通，通过减小 Qa2的基极电流可令Qa1的阻抗变大。即使vo变化范围很大，vsj也 会被抑制在vsj<VZjsa1的范围内，保证电流控制的精度。

图5是实施例1取N＝3、电压型负载为LED时的 仿真波形图。由图5可知，当vo宽范围变化时，第1受控电流源至第 3受控电流源会依次导通和关断，阻抗补偿单元的端电压差vab动态 调整着，确保vs1至vs3都被抑制在较小的范围内，导通时受控电流 源电流is1至is3以及流过阻抗补偿单元的电流ia都紧随vf变化。

实施例2

参照图6至图9，所述阻抗补偿单元位于低端，所述直流输出电 源的正端vo+同时与第1受控电流源的端口s1+至第N受控电流源的 端口sn+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所 述第N受控电流源的端口sn-与第N电压型负载的端口ln+相连，第K 电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+以及第K-1受 控电流源的端口sk-1-相连，K的取值范围是N至2，k的取值范围是 n至2，第1电压型负载的负端l1-与所述阻抗补偿单元的端口a相连， 阻抗补偿单元的端口b与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控电 流源的端口d1至第N受控电流源的端口dn分别与阻抗补偿单元的端 口d1至dn相连，函数发生器的端口f同时与第1受控电流源的端口 f1至第N受控电流源的端口fn以及阻抗补偿单元的端口c相连，分 段控制器的端口e1至en分别于第1受控电流源的端口e1至第N受控电流源的端口en相连。

所述阻抗补偿单元包括NPN型BJT管Qb1、NPN型BJT管Qb2、 电阻Rb1_1至电阻Rb1_n、电阻Rb2和电阻Rb3，NPN型BJT管Qb1 的集电极与所述阻抗补偿单元的端口a相连，NPN型BJT管Qb1的 基极同时与电阻Rb3的一端以及电阻Rb2的一端相连，电阻Rb3的另 一端与所述阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Rb2的另一端与NPN 型BJT管Qb2的集电极相连，NPN型BJT管Qb2的基极同时与电阻 Rb1_1的一端至电阻Rb1_n的一端相连，电阻Rb1_1的另一端至电阻 Rb1_n的另一端分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，NPN型 BJT管Qb1的发射极和NPN型BJT管Qb2的发射极均与所述阻抗补 偿单元的端口b相连。

所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括PNP型BJT 管Qjsb1、PNP型BJT管Qjsb2、PNP型BJT管Qjsb3、NPN型BJT 管Qjsb4、NPN型BJT管Qjsb5、NPN型BJT管Qjsb6、NPN型BJT 管Qjsb7、稳压管Zjsb1、电阻Rjsb1、电阻Rjsb2、电阻Rjsb3、电阻 Rjsb4、电阻Rjsb5、电阻Rjsb6和电阻Rjsc7，j的取值范围是1至n， PNP型BJT管Qjsb1的发射极、电阻Rjsb1的一端、PNP型BJT管 Qjsb3的发射极均与所述第J受控电流源的端口sj+相连，PNP型BJT 管Qjsb1的集电极同时与PNP型BJT管Qjsb2的发射极以及稳压管 Zjsb1的阳极相连，稳压管Zjsb1的阴极同时与电阻Rjsb1的另一端以 及PNP型BJT管Qjsb3的基极相连，PNP型BJT管Qjsb3的集电极 与所述第J受控电流源的端口dj相连，PNP型BJT管Qjsb2的集电极 与所述第J受控电流源的端口sj-相连，PNP型BJT管Qjsb1的基极与 电阻Rjsb2的一端相连，电阻Rjsb2的另一端与NPN型BJT管Qjsb4 的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的发射极与NPN型BJT管Qjsb5 的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的基极与电阻Rjsb3的一端相连， NPN型BJT管Qjsb5的基极与电阻Rjsb4的一端相连，电阻Rjsb3的 另一端、电阻Rjsb4的另一端和电阻Rjsb5的一端均与所述第J受控 电流源的端口fj相连，电阻Rjsb5的另一端同时与NPN型BJT管Qjsb6 的基极以及NPN型BJT管Qjsb7的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb7 的基极与电阻Rjsb7的一端相连，电阻Rjsb7的另一端与所述第J受 控电流源的端口ej相连，NPN型BJT管Qjsb5的发射极、NPN型BJT 管Qjsb6的发射极和NPN型BJT管Qjsb7的发射极均与所述直流输出 电源的端口vo-相连。

假设Vj是第J电压型负载的工作电压，VZjsb1是稳压管Zjsb1 的反向导通压降，vsj为第J受控电流源内部的工作电压差。当 时，分段控制器的端口e1至ej-1均为高电平，而分段控制 器的端口ej至en均为低电平。在分段控制器端口e1至ej-1的控制下， 第1受控电流源至第J-1受控电流源处于关断状态。因第J+1电压型负载至第N电压型负载基本不工作，故第J+1受控电流 源至第N受控电流源也基本处于关断状态。仅第J受控电流源处于导 通状态。当vsj>VZjsb1时，阻抗补偿单元中的Qb2导通，通过减小 Qb1的基极电流可令Qb1的阻抗变大。即使vo变化范围很大，vsj也 会被抑制在vsj<VZjsb1的范围内，保证电流控制的精度。

图9是实施例2取N＝1、电压型负载为LED时的 仿真波形图。由图9可知，当vo宽范围变化时，在阻抗补偿单元导通 时段内其端电压差vab动态调整着，确保第1受控电流源的内部工作 电压差vs1被抑制在较小的范围内，受控电流源的电流is1以及流过 阻抗补偿单元的电流ia都紧随vf变化。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列 举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形 式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够 想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统包括直流输出电源、阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、第1受控电流源至第N受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载；

所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，其端口f输出电流控制信息，其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压vo的任意函数；

所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连，根据直流输出电源输出电压vo决定并由其端口e1至en分别控制第1受控电流源至第N受控电流源的关断状态；

所述第J受控电流源的端口fj接收来自函数发生器的电流控制信息，并转化成流过其端口sj+和sj-的工作电流，其端口dj输出其端口sj+和sj-内部的工作电压差信息，J的取值范围为1至N，j的取值范围为1至n；

所述阻抗补偿单元的端口c接收来自函数发生器的电流控制信息，其端口d1至dn分别接收来自第1受控电流源至第N受控电流源的内部工作电压差信息，其端口a与b之间的工作电压差由函数发生器的电流控制信息和第1受控电流源至第N受控电流源的内部工作电压差信息共同确定。

2.如权利要求1所述的含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述直流输出电源的正端vo+同时与所述阻抗补偿单元的端口a、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述阻抗补偿单元的端口b与第1电压型负载的正端l1+相连，第K电压型负载的负端lk-同时与第K受控电流源的端口sk+和第K+1电压型负载的正端lk+1+相连，K的取值范围是1至N-1，k的取值范围是1至n-1，第N电压型负载的负端ln-与第N受控电流源的端口sn+相连，第1受控电流源的端口s1-至第N受控电流源的端口sn-均与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控电流源的端口d1至第N受控电流源的端口dn分别与所述阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，函数发生器的端口f同时与阻抗补偿单元的端口c以及第1受控电流源的端口f1至第N受控电流源的端口fn相连，分段控制器的端口e1至en分别与第1受控电流源的端口e1至第N受控电流源的端口en相连。

3.如权利要求2所述的一种含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述阻抗补偿单元包括PNP型BJT管Qa1、NPN型BJT管Qa2、NPN型BJT管Qa3、电阻Ra1、电阻Ra2、电阻Ra3、电阻Ra4_1至电阻Ra4_n，PNP型BJT管Qa1的发射极与所述阻抗补偿单元的端口a相连，PNP型BJT管Qa1的集电极与阻抗补偿单元的端口b相连，PNP型BJT管Qa1的基极与电阻Ra1的一端相连，电阻Ra1的另一端与NPN型BJT管Qa2的集电极相连，NPN型BJT管Qa2的基极同时与电阻Ra2的一端和电阻Ra3的一端相连，电阻Ra2的另一端与阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Ra3的另一端与NPN型BJT管Qa3的集电极相连，NPN型BJT管Qa3的基极与电阻Ra4_1的一端至电阻Ra4_n的一端相连，电阻Ra4_1的另一端至电阻Ra4_n的另一端分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，NPN型BJT管Qa2的发射极和NPN型BJT管Qa3的发射极均与所述直流输出电源的负端vo-相连。

4.如权利要求2或3所述的含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括NPN型BJT管Qjsa1、NPN型BJT管Qjsa2、NPN型BJT管Qjsa3、稳压管Zjsa1、电阻Rjsa1、电阻Rjsa2和电阻Rjsa3，j的取值范围为1至n，NPN型BJT管Qjsa2的集电极与第J受控电流源的端口sj+相连，NPN型BJT管Qjsa2的发射极同时与NPN型BJT管Qjsa1的集电极和稳压管Zjsa1的阴极相连，稳压管Zjsa1的阳极与所述第J受控电流源的端口dj相连，NPN型BJT管Qjsa2的基极同时与电阻Rjsa2的一端和NPN型BJT管Qjsa3的集电极相连，电阻Rjsa2的另一端和电阻Rjsa1的一端均与第J受控电流源的端口fj相连，电阻Rjsa1的另一端与NPN型BJT管Qjsa1的基极相连，NPN型BJT管Qjsa3的基极与电阻Rjsa3的一端相连，电阻Rjsa3的另一端与所述第J受控电流源的端口ej相连，NPN型BJT管Qjsa3的发射极以及NPN型BJT管Qjsa1的发射极均与所述第J受控电流源的端口sj-相连。

5.如权利要求1所述的含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述直流输出电源的正端vo+同时与第1受控电流源的端口s1+至第N受控电流源的端口sn+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连，所述第N受控电流源的端口sn-与第N电压型负载的端口ln+相连，第K电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+以及第K-1受控电流源的端口sk-1-相连，K的取值范围是N至2，k的取值范围是n至2，第1电压型负载的负端l1-与所述阻抗补偿单元的端口a相连，阻抗补偿单元的端口b与直流输出电源的负端vo-相连，第1受控电流源的端口d1至第N受控电流源的端口dn分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，函数发生器的端口f同时与第1受控电流源的端口f1至第N受控电流源的端口fn以及阻抗补偿单元的端口c相连，分段控制器的端口e1至en分别于第1受控电流源的端口e1至第N受控电流源的端口en相连。

6.如权利要求5所述的含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述阻抗补偿单元包括NPN型BJT管Qb1、NPN型BJT管Qb2、电阻Rb1_1至电阻Rb1_n、电阻Rb2和电阻Rb3，NPN型BJT管Qb1的集电极与所述阻抗补偿单元的端口a相连，NPN型BJT管Qb1的基极同时与电阻Rb3的一端以及电阻Rb2的一端相连，电阻Rb3的另一端与所述阻抗补偿单元的端口c相连，电阻Rb2的另一端与NPN型BJT管Qb2的集电极相连，NPN型BJT管Qb2的基极同时与电阻Rb1_1的一端至电阻Rb1_n的一端相连，电阻Rb1_1的另一端至电阻Rb1_n的另一端分别与阻抗补偿单元的端口d1至dn相连，NPN型BJT管Qb1的发射极和NPN型BJT管Qb2的发射极均与所述阻抗补偿单元的端口b相连。

7.如权利要求5或6所述的含共用阻抗补偿单元的分段式直流供电系统，其特征在于：所述第J受控电流源，J的取值范围为1至N，包括PNP型BJT管Qjsb1、PNP型BJT管Qjsb2、PNP型BJT管Qjsb3、NPN型BJT管Qjsb4、NPN型BJT管Qjsb5、NPN型BJT管Qjsb6、NPN型BJT管Qjsb7、稳压管Zjsb1、电阻Rjsb1、电阻Rjsb2、电阻Rjsb3、电阻Rjsb4、电阻Rjsb5、电阻Rjsb6和电阻Rjsc7，j的取值范围是1至n，PNP型BJT管Qjsb1的发射极、电阻Rjsb1的一端、PNP型BJT管Qjsb3的发射极均与所述第K受控电流源的端口sj+相连，PNP型BJT管Qjsb1的集电极同时与PNP型BJT管Qjsb2的发射极以及稳压管Zjsb1的阳极相连，稳压管Zjsb1的阴极同时与电阻Rjsb1的另一端以及PNP型BJT管Qjsb3的基极相连，PNP型BJT管Qjsb3的集电极与所述第J受控电流源的端口dj相连，PNP型BJT管Qjsb2的集电极与所述第J受控电流源的端口sj-相连，PNP型BJT管Qjsb1的基极与电阻Rjsb2的一端相连，电阻Rjsb2的另一端与NPN型BJT管Qjsb4的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的发射极与NPN型BJT管Qjsb5的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb4的基极与电阻Rjsb3的一端相连，NPN型BJT管Qjsb5的基极与电阻Rjsb4的一端相连，电阻Rjsb3的另一端、电阻Rjsb4的另一端和电阻Rjsb5的一端均与所述第J受控电流源的端口fj相连，电阻Rjsb5的另一端同时与NPN型BJT管Qjsb6的基极以及NPN型BJT管Qjsb7的集电极相连，NPN型BJT管Qjsb7的基极与电阻Rjsb7的一端相连，电阻Rjsb7的另一端与所述第J受控电流源的端口ej相连，NPN型BJT管Qjsb5的发射极、NPN型BJT管Qjsb6的发射极和NPN型BJT管Qjsb7的发射极均与所述直流输出电源的端口vo-相连。