CN1096730C - 提供一个被耦合的线性调整的输出电压的电源装置的电路装置 - Google Patents

Abstract

为了在电源装置(例如SVA)中提供被耦合的线性调整的输出电压，以此通过并行切换多个这样的电源装置(例如SVA和SVB)以构成电源系统，为了避免一个损坏的电源系统在一个通过该出错损坏的电流调节器(例如STRA)在位于一个与电源系统有关的电源装置(例如SVA)的内部的情况下出错，使用了一个电压调节器(例如SPRA)，以此该电流调节器(例如STRA)不再直接确定调整晶体管(例如TA)的控制和以此的电源装置的输出电压，而是通过该电压调节器该电流调节器(例如STRA)只是确定位于一个通过一个参考电压(例如UrefA)和电流调节器(例如STRA)的一个输出电压(例如UiA)并结合一个分压器(例如R5A、R5B)构成的电压范围，其中该电压调节器(例如SPRA)进行调整晶体管(例如TA)的控制。

Description

提供一个被耦合的线性调整的 输出电压的电源装置的电路装置

本发明涉及提供一个被耦合的线性调整的输出电压的电源装置的电路装置，即提供一个被耦合的线性调整的输出电压(Ua)的电源装置的电路装置，其能够并行地与相同形式的电源装置(SVA，SVB)共同切换到一个冗余的电源系统，该电源系统具有平均分配到各个电源装置(SVA，SVB)的输出电流分量，

-具有一个在一个所属的输出线上产生要调整的输出电压(DCinA，DCinB)的主要部分，在其输出线上含有一个调整晶体管(TA，TB)和一个随后的在输出方向上极化的去耦合二极管(DA，DB)，其输出侧的端子用于共同的输出电压(Ua)而与一个共同的连接线相连接，其分别使去耦合二极管的输出侧的端子全部都连接到与电源系统有关的电源装置，

-并且具有一个控制调整晶体管(TA，TB)的电流调节器(STRA，STRB)，该电流调节器(STRA，STRB)使实际电流在主要部分的输出线上与一个理论电流进行比较，该理论电流是通过一个中间值形成器(R1A，R1B)产生的，该中间值形成器(R1A，R1B)与所有的中间值形成器(R1A，R1B)相连接，该所有的中间值形成器(R1A，R1B)是位于与电源系统有关的所有的电源装置(SVA，SVB)上的，并且该比较是在减去通过一个辅助电压和一个电阻分配器(R2A，R3A；R2B，R3B)所产生的修正电压的情况下进行的，并且根据该比较结果控制调整晶体管(TA，TB)，。

具有较高的数据处理能力的计算机装置或者个人计算机越来越要求具有较高功率的电源系统。为了应用该电源装置，该电源装置能够通过与可以并联连接的相同形式的电源装置进行构成，以使其一方面具有一种形式的电源装置，另一方面能够满足电流需求的要求。然而不能够满足单一的电流需求。在此必需保证电流分量的平均分配，其中该电源装置提供一个总电流。以此达到了电源装置的平均负载和以此的尽可能长的使用时间。另外延长了在电源系统中的冗余量，以使当一个电源装置损坏时，该电源系统能够继续没有损坏或者中断地驱动计算机装置或者个人计算机。

说明书DE 195 06 405 C1公开了一种电源装置，其通过提供相同形式的被耦合的线性调节的输出电压的电源装置构成。该单独的电源装置满足了上述的标准。其并行于一个冗余的电源系统可共同切换地具有一个在当时的电源装置上平均分配地输出电流分量。为了保持例如在一个电源装置输出短路的情况下的冗余量，该电源装置的输出端通过一个肖脱基二极管从计算机装置或者个人计算机的系统输入端去耦合。在较大数量的电源装置的情况下在作为实际情况的电源系统中为了构成电源系统必需保持一个冗余的电源系统，在此该出错的电源装置能够在工作中被替换。

已知的电源装置的缺点是，在一个还没有调整的被耦合的输出电压通过电源装置的主要部分的损坏而出错时，或者在控制用于此被耦合的输出电压的调整晶体管的出错的电流调节器的情况下，电流调节器的输出电压远离零值，以此构成的电源系统至少用于此输出电压的部分全部出错。为此的基础是该预防措施，以在电源系统的内部在各个电源装置上实现平均的电流分配。具体的是在此选择通用的并行控制总线，其上产生一个电传输值，该值是用于描述所得到的理论电流的标准，并且其由单独的电源装置得到以相应地调节输出电流。所有的没有出错的被要求提供较高的电流的电源装置通过通用的并行控制总线被相互告知，没有较高的电流是必需的，以此调整出错的电源装置，直到该电源系统损坏。

以此本发明的任务是改善在开头所述的电源装置的电路装置，尽管一个还没有被调节的被耦合的输出电压损坏或者一个控制用于此输出电压的调整晶体管的电流调节器损坏，一个通过此电源装置构成的电源系统能够保持工作。

此任务是通过如下的技术特征进行解决的，即

-在电流调节器(例如STRA)和调整晶体管(例如TA)之间设置有一个电压调节器(例如SPRA)，其借助于电流调节器(例如STRA)的一个输出电压(例如UiA)和一个参考电压(例如UrefA)使在一个所调节的范围内构成的理论电压与该共同的输出电压(Ua)相比较，并且根据该比较结果控制该调整晶体管(例如TA)，

-并且所调节的范围以此方式进行调整，在存在一个影响最小输入电压(例如DCinA)、参考电压(例如UrefA)和其余的输出电压的电压的情况下，该范围大于所预料到的公差。

以此该电源装置通过插入一个具有相应的电阻布置的电压调节器得到了一个电压调节窗口。

该电流调节器不再直接确定调整晶体管的控制，并且以此确定电源装置的输出电压，而是确定用于插入的在一个通过电流调节器的参考电压、不同的电阻和输出电压的公差窗口内部的电压调节器的理论电压。

通过以此方式产生的理论电压与在通用的连接导线上产生的电源系统的通用的输出电压的比较，该插入的电压调节器确定了电源装置的输出电压。

如果现在一个被耦合的输出电压或者控制用于此输出电压的调整晶体管的电流调节器的并联连接的电源装置中损坏的话，这能够出现在所有的并联连接的电源装置中为了改变输出电压的在通过插入的电压调节器产生的公差窗口的内部。该公差窗口必需大于最小的输入电压、参考电压和其他的影响输出电压的电压的要处理的公差。

本发明的其他有利的结构是对于上述的电路装置，该范围以如此方式进行调整，其小于一个特定的输出电压公差。

如果该公差窗口以此方式调整，即小于特定的输出电压公差，在损坏单个调节器的情况下，该特定的输出电压范围是不允许的。同时通过公差窗口的合适的选择，一个输出电压限制在出现输出电压时被保持。

随后本发明的实施例借助于附图进行详细的解释。在此示出的唯一的附图示出了一个电源系统，其通过两个电源装置SVA和SVB构成。电源装置的数量并不界限于2，而是可以是较大的值。在每一种情况下所使用的电源装置都是一致的。

各个电源装置SVA和SVB分别只示出了一部分，其表示了从当时的电源装置的一个没有详细示出的主要部分产生的被耦合的输出电压。在此各自的电源装置SVA和SVB的被耦合的输出电压的情况下，分别涉及相等的被耦合的输出电压，其比通用的输出电压Ua较晚的被组合。总共地，从电压值只产生当时的电源装置SVA和SVB的被耦合的输出电压。

该从电源装置SVA和SVB的主要部分产生的被耦合的输出电压被传输到作为输入电压DCinA以及DCinB的电源装置SVA和SVB的当时调整的部分。该调整通过调整晶体管TA和TB实现。

该电源装置SVA和SVB分别含有一个输出导线，其分别与一个共同的连接线相连接。在共同的连接线上，该共同的输出电压Ua通过单独连接的电源装置SVA和SVB产生。

该调整晶体管设置在当时的电源装置SVA和SVB的输出导线上。在输出导线的线性调整晶体管TA和TB的后面设置有另外的去耦合二极管DA和DB。去耦合二极管DA和DB设置在端方向上。

该电源装置SVA和SVB分别具有一个电流调节器STRA和STRB，其分别产生一个输出电压UiA和UiB。在此一个负极输入端通过一个电阻R2A或者R2B与一个电流测量点SMPA或者SMPB相连接，其截取了输入电压DCinA和DCinB的当时的实际电流。电流调节器STRA和STRB的负极输入端另外通过一个电阻R3A和R3B与一个参考电压源相连接，该电压源在预置的情况下提供-12V的电压。该电流测量点SMPA和SMPB另外通过一个电阻R1A和R1B与一个共同的并行控制总线相连接，并且此总线与所属的电流调节器STRA和STRB的正极输入端相连接。通过电阻对R2A和R3A以及R2B和R3B，一个错误的确定相应于单个的电流调节器STRA和STRB的控制进行调节，以使例如用于电源装置SVA的该调节电路构成由电流测量点SMPA、电阻R1A、R2A、R3A、一个电压调节器SPRA和一个参考电压UrefA，所有分布的器件公差会影响最大可能性的输出电压。该最低的输入电压DCinA和DCinB输入到电源装置SVA和SVB的调整部分，然后调整晶体管TA和TB进行完全的控制。该另一个电源装置SVA和SVB通过一个电流分量调节到一个相同的共同的输出电压Ua上，该电流分量相应于每一个电源装置SVA和SVB的平均的输出电流，并且以此一个电压位于该并行控制总线PSBL上，该总线含有一个通过电阻R2A和R2B相应于一个修正电压的电流分量。

电流调节器STRA和STRB的输出电压UiA和UiB分别通过一个电阻R4A和R4B分别输出到一个电压调节器SPRA和SPRB的正极输入端。该电压调节器SPRA和SPRB的正极输入端分别通过电阻R5A和R5B进一步分别与一个参考电压源UrefA和UrefB相连接。电压调节器SPRA和SPRB的负极输入端分别与一个共同的连接线相连接。另外该电压调节器SPRA和SPRB的输出端分别与一个调整二极管TA和TB的控制输入端相连接。

在电压调节器SPRA和SPRB的正极输入端借助于通过电阻R4A和R5A以及R4B和R5B构成的分压器，一个出自于参考电压UrefA和UrefB的输入电压U+A和U+B依赖于电流调节器STRA和STRB的输出电压UiA和UiB以相应的方式失调。该失调在此以该方式进行调节，即电压调节器SPRA和SPRB如此地产生用于各个调整晶体管TA和TB的控制电压，该调整晶体管TA和TB一直提供在电源装置SVA和SVB的输出端上的输出电压，其全部都位于一个确定的电压窗口的内部。

如果在此从主要部分产生的被耦合的输出电压作为输入电压DCinA和DCinB输入到调整部分，或者来自于电流调节器STRA和STRB之一的另外一个电流调节器STRB或者STRA通过其调节尝试着如此进行调节，上述的电流分配继续进行保持。另外的电流调节器STRB和STRA在此只能够满足，当它以如下方式控制各个调整晶体管TB或者TA时，损坏的电源装置的输出电压下降。该下降边沿在此通过各个所属的电压调节器SPRB或者SPRA限制，因为所使用的电压调节器SPRB或者SPRA通过所属的分压器R4B、R5B以及R4A、R5A在与相应的参考电压UrefB和UrefA相连接的正极输入端上传输一个最小的电压。通过此方式由分压器SPRB或者SPRA控制的调整晶体管TB或者TA以此输入一个控制电压，所使用的调整晶体管TB或者TA提供一个输出电压，其位于特定的电压范围的下限，但其一直是足够高的以能够使与电源装置的共同连接线相连接的电设备进行工作。

Claims (2)

1.提供一个被耦合的线性调整的输出电压(Ua)的电源装置的电路装置，其能够并行地与相同形式的电源装置(SVA，SVB)共同切换到一个冗余的电源系统，该电源系统具有平均分配到各个电源装置(SVA，SVB)的输出电流分量，

-具有一个在一个所属的输出线上产生要调整的输出电压(DCinA，DCinB)的主要部分，在其输出线上含有一个调整晶体管(TA，TB)和一个随后的在输出方向上极化的去耦合二极管(DA，DB)，其输出侧的端子用于共同的输出电压(Ua)而与一个共同的连接线相连接，其分别使去耦合二极管的输出侧的端子全部都连接到与电源系统有关的电源装置，

-并且具有一个控制调整晶体管(TA，TB)的电流调节器(STRA，STRB)，该电流调节器(STRA，STRB)使实际电流在主要部分的输出线上与一个理论电流进行比较，该理论电流是通过一个中间值形成器(R1A，R1B)产生的，该中间值形成器(R1A，R1B)与所有的中间值形成器(R1A，R1B)相连接，该所有的中间值形成器(R1A，R1B)是位于与电源系统有关的所有的电源装置(SVA，SVB)上的，并且该比较是在减去通过一个辅助电压和一个电阻分配器(R2A，R3A；R2B，R3B)所产生的修正电压的情况下进行的，并且根据该比较结果控制调整晶体管(TA，TB)，

其特征在于，

-在电流调节器(例如STRA)和调整晶体管(例如TA)之间设置有一个电压调节器(例如SPRA)，其借助于电流调节器(例如STRA)的一个输出电压(例如UiA)和一个参考电压(例如UrefA)使在一个所调节的范围内构成的理论电压与该共同的输出电压(Ua)相比较，并且根据该比较结果控制该调整晶体管(例如TA)，

-并且所调节的范围以此方式进行调整，在存在一个影响最小输入电压(例如DCinA)、参考电压(例如UrefA)和其余的输出电压的电压的情况下，该范围大于所预料到的公差。

2.如权利要求1的电路装置，其特征在于，该范围以如此方式进行调整，其小于一个特定的输出电压公差。

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