CN109782053B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源装置，其在并联运行状态下使输出电流更精确地相同。该电源装置具备：电力转换部(5)，其将输入电压(Vin)利用开关元件(5a)进行开关转换，并向与负载(LD)连接的输出端子(3a、3b)供给输出电流(Io)；电流检测部(7)，其检测输出电流(Io)并输出检测电压(Vi)；信号修正部(8)，其输入检测电压(Vi)并且执行对于检测电压Vi的修正，生成并输出电流修正检测信号(Vop)；电阻(9)，其输入电流修正检测信号(Vop)并向平衡端子(4)输出；控制部(CNT)，其输入电流修正检测信号(Vop)和产生于平衡端子(4)的平衡电压(Vbl)，并控制开关元件(5a)的开关动作。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及相对于负载并联地连接多个并且以能够同时运行的方式构成的电源装置。
背景技术
作为这种电源装置，广泛已知的是下述专利文献1中公开的电源装置。该公开的多个电源装置具备：与相同负载并联地连接并且将输入的直流电压通过该负载转换成需要的电压(输出电压)进行输出的电源电路、利用共用的电线(配线)相互连接的端子(电流平衡端子)、检测向负载输出的输出电流并且输出与输出电流成比例的电压的输出电流检测电路、及并联运行电路。在该情况下，就输出电流检测电路而言，作为其实现方法，例如具有：检测分流电阻的两端的电压的方法；以及利用霍尔元件的检测方法等。另外，并联运行电路中，比较这些输出电流和平均电流(具体而言，比较从输出电流检测电路输出的电压与产生于电流平衡端子的电压(与从各电源装置输出的输出电流的平均值(平均电流)成比例的电压))，并进行如下控制：在自身的输出电流比平均电流少的情况下，执行使输出电压相对于电源电路上升的控制，以增加输出电流；在自身的输出电流比平均电流多的情况下，执行使输出电压相对于电源电路降低的控制，以减少输出电流。
通过以上的结构，该电源装置中，在与相同负载并联地连接多台的状态(并联运行状态)下，将各个输出电流控制为相同。
[现有技术文献]
专利文献
专利文献1：日本特开2007-221880号公报(第5-7页，图1)
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
但是，所述电源装置中存在如下所述的应解决的技术问题。即，该电源装置中，并联运行电路将从输出电流检测电路输出的电压用作表示自身的输出电流的电压，但就构成输出电流检测电路的分流电阻的电阻值、及将由分流电阻检测的电压进行放大的放大器的放大率、及霍尔元件的检测灵敏度而言，在各产品型号中规定的容许范围内存在偏差(即，输出电流检测电路中存在检测误差)，因此，即使从输出电流检测电路输出的电压是相同的，输出电流也未必相同。因此，该电源装置中存在如下应解决的技术问题，即，由于输出电流检测电路中的检测误差，难以将并联运行状态下的各个输出电流精确地控制成相同。
本发明是为了解决上述技术问题而研发的，其目的在于，提供一种电源装置，其能够使并联运行状态下的输出电流更精确地相同。
[用于解决技术问题的技术方案]
为了实现上述目的，本发明提供一种电源装置，其具备：电力转换部，其将输入电压利用开关元件进行开关转换，并向与负载连接的输出端子供给输出电压及输出电流；电流检测部，其检测所述输出电流或根据该输出电流进行变化的电流，并输出电压值根据该输出电流的变化而进行变化的电流检测信号；信号修正部，其输入所述电流检测信号，并且执行相对于该电流检测信号的修正，生成与所述输出电流的电流值对应的电压值的电流修正检测信号并进行输出；对接电路部，其输入所述电流修正检测信号并向平衡端子进行输出；控制部，其输入所述电流修正检测信号和产生于所述平衡端子的平衡电压信号，并且以减少该电流修正检测信号与该平衡电压信号的各电压值的差分的方式，控制所述开关元件的开关动作。在该情况下，所述信号修正部具备：基准信号输出部，其输入所述电流检测信号，并且输出修正了所述电流检测部中产生于该电流检测信号的检测误差的电流检测基准信号；放大部，其将所述电流修正检测信号进行输入并且放大，并输出放大检测信号；电压控制部，其输入所述电流检测基准信号及所述放大检测信号，并且基于该电流检测基准信号与该放大检测信号的差分，控制所述电流修正检测信号的所述电压值，并使该放大检测信号与该电流检测基准信号一致。
由此，根据该电源装置，在相对于共用的负载并联地连接多个，并且将各电源装置的平衡端子利用共用的电线连接时，电流检测部中产生的没有检测误差的影响的(即，电压值与输出电流的电流值精确地对应)电流修正检测信号分别输出至各个平衡端子，因此，不会受到各电源装置的电流检测部中个别地产生的检测误差的影响，能够使从各电源装置向负载输出的输出电流的电流值精确地一致(设为相同)。
另外，本发明的电源装置中，
所述基准信号输出部具备：A/D转换部，其将该电流检测信号转换成表示所述电流检测信号的所述电压值的第一电压信息；基准信号运算部，其基于预先规定的修正信息修正所述第一电压信息，并算出表示所述电流检测基准信号的电压值的基准信号信息，
所述放大部具备：A/D转换部，其将该电流修正检测信号转换成表示所述电流修正检测信号的电压值的第二电压信息；放大信号运算部，其基于该第二电压信息及预先规定的放大信息算出表示所述放大检测信号的电压值的放大信号信息，
所述电压控制部具备：差分运算部，其输入所述基准信号信息及所述放大信号信息，算出该基准信号信息与该放大信号信息的差分；控制电压产生部，其产生占空比根据该算出的差分而进行变化的控制脉冲电压及电压值根据该算出的差分而进行变化的控制电压中的任一方的电压，并且基于该一方的电压控制所述电流修正检测信号的所述电压值。
由此，根据该电源装置，能够通过数字处理，算出基准信号信息，并算出放大信号信息，且基于这些信息生成控制脉冲电压或控制电压，并控制电流修正检测信号的电压值。因此，根据该电源装置，能够将电流检测部中产生的检测误差通过数字处理从电流检测信号中更精确地除去，并算出基准信号信息，由此，能够将与输出电流的电流值更精确地对应的电流修正检测信号输出至平衡端子，因此，能够使从各电源装置向负载输出的输出电流的电流值更精确地一致(设为相同)。
另外，本发明的电源装置中，所述基准信号输出部、所述放大部及所述控制电压产生部是由微机及数字信号处理器中的任一方构成。由此，根据该电源装置，能够实现构成基准信号输出部、放大部及控制电压产生部的电路的集成，因此，能够实现信号修正部的小型化。
[发明效果]
根据本发明，能够将没有电流检测部中产生的检测误差的影响的电流修正检测信号输出至平衡端子，因此，能够在并联地连接多个的状态下使从各电源装置输出的输出电流的电流值精确地相同。
附图说明
图1是表示电源装置1的结构及将该电源装置1并联地连接3个且同时运行时的结构的结构图。
图2是表示作为图1的信号修正部8的一例的信号修正部8A的结构的结构图。
图3是表示作为图1的信号修正部8的另一例的信号修正部8B的结构的结构图。
符号说明
1 电源装置 3a、3b 输出端子
4 平衡端子 5 电力转换部
5a 开关元件 7 电流检测部
8 信号修正部 9 电阻(对接电路部)
14 开关控制部 CNT 控制部
Io 输出电流 LD 负载
Vi 检测电压 Vin 输入电压
Vo 输出电压 Vop 电流修正检测信号
具体实施方式
以下，参照附图说明电源装置的实施方式。
首先，参照图1说明作为电源装置的一例的电源装置1的结构。该电源装置1(图1中，为了区分3个电源装置1，标记为电源装置11、12、13)作为一例，具备：一对输入端子2a、2b(以下，没有特别区分时，均称为“输入端子2”)、一对输出端子3a、3b(以下，没有特别区分时，均称为“输出端子3”)、平衡端子4、电力转换部5、电压检测部6、电流检测部7、信号修正部8、对接电路部9、比较部10、基准电压输出部11、电压合成部12、误差检测部13、及开关控制部14，并且，被构成为：将输入于输入端子2之间的输入电压Vin利用电力转换部5(具体而言，电力转换部5的后述的开关元件5a)进行开关转换，且能够向连接有负载LD的输出端子3之间供给输出电压(直流输出电压)Vo及输出电流(直流输出电流)Io。此外，图1中，与3个电源装置11、12、13对应地，标记为输出电压Vo1、Vo2、Vo3，且标记为输出电流Io1、Io2、Io3。
电力转换部5具备至少一个开关元件5a，将经由输入端子2输入的输入电压Vin利用该开关元件5a进行开关而转换成输出电压Vo，并且将该输出电压Vo输出至输出端子3之间。另外，对于向负载LD供给的输出电流Io，电力转换部5也向输出端子3输出。在输入电压Vin为交流电压时，电力转换部5作为AC-DC转换器，输出输出电压Vo；并且，在输入电压Vin为直流电压时，电力转换部5作为DC-DC转换器，输出输出电压Vo。在该情况下，开关元件5a根据从开关控制部14输出的后述的驱动信号Sd进行开关动作(进行接通/切断动作)。
电压检测部6检测输出电压Vo，并且输出表示该输出电压Vo的电压值的作为电压检测信号的检测电压Vv(其电压值根据输出电压Vo的电压值而进行变化的检测电压Vv(以电源装置1的内部接地G的电位为基准的电压))。
电流检测部7检测输出电流Io，并且转换成表示该输出电流Io的电流值的作为电流检测信号的检测电压Vi(其电压值根据输出电流Io的电流值而进行变化的检测电压Vi)进行输出。电流检测部7(未图示)例如具备配设于输出电流Io的电流路径内的电流检测电阻和将产生于该电流检测电阻的两端间的电压进行放大并输出的放大器而构成。此外，电流检测部7不限定于直接检测输出电流Io的上述的结构。例如，电流检测部7也能够采用，检测电流值根据输出电流Io的电流值而进行变化的另一电流(作为一例，可举出输入电流Ii)，并输出检测电压Vi的结构。图1中，与3个电源装置11、12、13对应地，标记了输入电流Ii1、Ii2、Ii3和输入电流Ii。
信号修正部8输入检测电压Vi，并且执行对于该检测电压Vi的修正，生成并输出与输出电流Io的电流值对应的电压值的电流修正检测信号Vop(图1中，与3个电源装置11、12、13对应地，标记了电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3)。在此，“电流修正检测信号Vop的电压值与输出电流Io的电流值对应”是指，电流修正检测信号Vop的电压值随着输出电流Io的电流值的变化，变化成与该电流值预先相对应地规定的电压值(电源装置11、12、13中共用的电压值)。因此，电源装置11、12、13的输出电流Io的电流值相同时，电源装置11、12、13中的电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3的电压值也成为相同的值。
信号修正部8例如由图2所示的信号修正部8A及图3所示的信号修正部8B中的任一方构成。
如图2所示，信号修正部8A具备基准信号输出部21、放大部22、电压控制部23A及缓存部24。
基准信号输出部21输入检测电压Vi，并且输出修正了电流检测部7中产生的该检测电压Vi的检测误差(例如，由电流检测电阻的在公差内的电阻值的不均引起的检测误差及由放大器的在公差内的放大率的不均引起的检测误差等)的电流检测基准信号Si1。换言之，基准信号输出部21从电流检测部7中产生的包含上述的检测误差的检测电压Vi修正并除去该检测误差，并输出电流检测基准信号Si1。由此，电流检测基准信号Si1成为，随着输出电流Io的电流值的变化，变化成与该电流值预先相对应地规定的值(通过除去电源装置11、12、13的各电流检测部7中产生的个别的检测误差，在电源装置11、12、13的输出电流Io的电流值相同的时候成为相同的值)的信号。
在该情况下，基准信号输出部21将电流检测基准信号Si1生成为模拟信号的电压信号并输出时，电流检测基准信号Si1成为该电压值变化成与输出电流Io的电流值预先相对应地规定的值(电压值)的信号。另外，基准信号输出部21将电流检测基准信号Si1生成为数字信号并输出时，电流检测基准信号Si1成为该值变化成与输出电流Io的电流值预先相对应地规定的值的基准信号信息。
作为一例，基准信号输出部21具备A/D转换部31和基准信号运算部32，将电流检测基准信号Si1(基准信号信息)通过数字处理生成并输出。在该情况下，A/D转换部31该检测电压Vi转换成表示检测电压Vi的电压值的作为第一电压信息的波形数据Di1。具体而言，A/D转换部31以预定的采样周期(例如，比开关元件5a的开关周期充分短的周期)采样检测电压Vi，并转换成与检测电压Vi相关的波形数据Di1。基准信号运算部32由例如数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)构成，基于预先规定的修正信息修正波形数据Di1，算出(输出)上述的电流检测基准信号Si1(基准信号信息)。本例中，电压控制部23A是进行数字处理的结构，因此，基准信号运算部32采用直接输出算出的电流检测基准信号Si1(基准信号信息)的结构，但是，当电压控制部23A是进行模拟处理的结构时，基准信号运算部32采用如下结构：将算出的基准信号信息进行D/A转换，并输出其电压值变化成与输出电流Io的电流值预先相对应地规定的电压值的模拟信号即电流检测基准信号Si1。
对于该修正信息而言，在将输出电流Io的电流值从规定的电流值Ioa变化成限定的电流值Iob(≠Ioa)时，以能够使电流检测基准信号Si1的值从规定的基准值Vsra变化成规定的基准值Vsrb(≠Vsra)的方式，例如，在电源装置1的调整工序中针对每个电源装置1求出，并作为运算式或转换表存储于各电源装置1的基准信号运算部32。在该情况下，由于每个电源装置1中，构成电流检测部7的电流检测电阻的在公差内的电阻值的不均、及构成电流检测部7的放大器的在公差内的放大率的不均，所以，电流检测部7中产生的检测误差也不同。因此，通常而言，上述的修正信息在每个电源装置1中是不相同的。另外，在使输出电流Io的电流值从电流值Ioa变化成电流值Iob时，作为将电流检测基准信号Si1的值从基准值Vsra变化为基准值Vsrb的方式，例如，通常采用成为一次函数的变化方式，但不限定于此。
放大部22输入从电压控制部23A如后述那样输出的电流修正检测信号Vop，并且将该电流修正检测信号Vop放大并输出放大检测信号Si2。
作为一例，放大部22具备A/D转换部41和放大信号运算部42，将放大检测信号Si2(放大信号信息)通过数字处理进行生成并输出。在该情况下，A/D转换部41将该电流修正检测信号Vop转换成表示电流修正检测信号Vop的电压值的作为第二电压信息的波形数据Di2。具体而言，A/D转换部41以预定的采样周期(与A/D转换部31的采样周期相同的周期)采样电流修正检测信号Vop，转换成有关电流修正检测信号Vop的波形数据Di2。放大信号运算部42例如由DSP构成，基于波形数据Di2及预先规定的放大信息(例如，波形数据Di2乘以以放大信息表示的规定的常数(放大率))，算出(输出)上述的放大检测信号Si2(放大信号信息)。本例中，电压控制部23A是进行数字处理的结构，因此，放大信号运算部42采用直接输出算出的放大检测信号Si2(放大信号信息)的结构，但是，当电压控制部23A是进行模拟处理的结构时，放大信号运算部42采用如下结构：将算出的放大信号信息进行D/A转换，并输出其电压值与电流修正检测信号Vop的电压值对应地变化的模拟信号即放大检测信号Si2。
电流修正检测信号Vop是利用构成电压控制部23A的后述的电压合成部53A合成后述的控制脉冲电压Vcop的平均电压和检测电压Vi而生成的电压。在该情况下，相对于构成电压合成部53A的后述的电阻61(施加检测电压Vi的电阻)的电阻值，构成电压合成部53A的后述的电阻63(施加控制脉冲电压Vcop的平均电压的电阻)的电阻值被规定成为充分大的值(例如，达到十多倍～几十倍程度的大小的值)。因此，电流修正检测信号Vop成为，主要受被构成电压合成部53A的后述的分压电阻(电阻61、62)分压的检测电压Vi的影响，而进行变化的电压。因此，作为放大信息，例如，分压电阻(电阻61、62)的分压比(＝电阻61的额定电阻/(电阻61、62的各额定电阻的合计值)的倒数作为上述的放大信息被预先存储。另外，各电源装置1的信号修正部8的结构是相同的，因此，存储于各电源装置1的放大信号运算部42中的放大信息也相同。
电压控制部23A输入电流检测基准信号Si1及放大检测信号Si2，并且基于电流检测基准信号Si1与放大检测信号Si2的差分控制电流修正检测信号Vop的电压值，并使放大检测信号Si2的电压值与电流检测基准信号Si1的电压值一致(即，使放大检测信号与电流检测基准信号一致)。
作为一例，电压控制部23A具备差分运算部51及控制电压产生部52A。另外，电压控制部23A具备电压合成部53A，该电压合成部53A基于检测电压Vi生成电流修正检测信号Vop，并且基于从控制电压产生部52A输出的后述的控制脉冲电压Vcop，控制该电流修正检测信号Vop的电压值。电压控制部23A在本例中由DSP构成。
差分运算部51输入电流检测基准信号Si1及放大检测信号Si2，并且将电流检测基准信号Si1与放大检测信号Si2的差分(各电压值的差分)通过数字处理进行算出，并作为差分信号ei进行输出。作为一例，差分运算部51将放大检测信号Si2的值相对于电流检测基准信号Si1的值的过多或不足，作为其值与该过多或不足的绝对值成比例地进行变化、且过多时极性成为负而不足时极性成为正的差分信号ei进行输出。此外，差分运算部51例如由运算放大器(operational amplifier)等的模拟电路构成，当其为通过模拟处理输出差分信号ei的结构时，检测放大检测信号Si2的电压值相对于电流检测基准信号Si1的电压值的过多或不足，并输出模拟信号的差分信号ei。
控制电压产生部52A将占空比(Duty Ratio)根据差分运算部51中算出的上述的差分(即，根据差分信号ei)而进行变化的控制脉冲电压Vcop通过数字处理进行生成并输出。作为一例，控制脉冲电压Vcop为以内部接地G的电位为基准的脉冲电压，其振幅被规定为：比检测电压Vi的最大值(输出电流Io的最大值流通于电流检测电阻时的电压值)乘以分压电阻(电阻61、62)的分压比而得到的电压值略高的电压值。另外，在差分信号ei的极性为负时，控制电压产生部52A根据差分信号ei的值(或电压值)的绝对值减少控制脉冲电压Vcop的占空比(使控制脉冲电压Vcop的平均电压降低)；另一方面，在差分信号ei的极性为正时，控制电压产生部52A根据差分信号ei的值(或电压值)的绝对值增加控制脉冲电压Vcop的占空比(使控制脉冲电压Vcop的平均电压上升)。
此外，虽然未图示，对于差分运算部51及控制电压产生部52A而言，也能够采用如下结构来代替上述的结构：即，差分运算部51将放大检测信号Si2的值(或电压值)相对于电流检测基准信号Si1的值(或电压值)的过多或不足，作为其值(或电压值)与该过多或不足的绝对值成比例地进行变化、且过多时极性成为正而不足时极性成为负的差分信号ei进行输出，并且，在差分信号ei的极性为正时，控制电压产生部52A根据差分信号ei的值(或电压值)的绝对值减少控制脉冲电压Vcop的占空比(使控制脉冲电压Vcop的平均电压降低)，另一方面，在差分信号ei的极性为负时，控制电压产生部52A根据差分信号ei的值(或电压值)的绝对值增加控制脉冲电压Vcop的占空比(使控制脉冲电压Vcop的平均电压上升)。
作为作为一例，电压合成部53A具备电阻61、62、63及电容器64而构成。在该情况下，对于电阻61而言，对其一端施加检测电压Vi，且另一端与电阻62的一端连接。对于电阻62而言，其一端连接于电阻61的另一端，且另一端与电源装置1的内部接地G连接。这样，串联连接的电阻61、62作为对检测电压Vi进行分压的分压电阻发挥作用。对于电阻63而言，其一端与控制电压产生部52A的输出端子连接，由此，被施加控制脉冲电压Vcop，另一端与电阻61、62的连接点连接。通过以上的结构，在电阻61、62的连接点，作为电流修正检测信号Vop产生由施加于电阻61的一端的检测电压Vi和施加于电阻63的一端的控制脉冲电压Vcop的平均电压合成的电压。
在该情况下，电阻63的电阻值被规定成相比于电阻61的电阻值而充分大的值(例如，达到十多倍～几十倍程度的大小的值)。因此，电流修正检测信号Vop成为，其电压值主要受到被分压电阻(电阻61、62)分压的检测电压Vi的影响而进行变化、且根据控制脉冲电压Vcop的平均电压可微调整该电压值的电压。电容器64与电阻62并联地连接，对该电流修正检测信号Vop进行平滑。
缓存部24由例如使用运算放大器构成的电压跟随器电路构成，输入电流修正检测信号Vop并且以低阻抗直接输出。
如图3所示，信号修正部8B具备基准信号输出部21、放大部22、电压控制部23B及缓存部24。关于标注相同符号的结构，因为与信号修正部8A相同，因此省略说明，仅对不同的结构进行说明。
与电压控制部23A一样，电压控制部23B输入电流检测基准信号Si1及放大检测信号Si2，并且基于电流检测基准信号Si1与放大检测信号Si2的各值(或电压值)的差分控制电流修正检测信号Vop的电压值，使放大检测信号Si2与电流检测基准信号Si1一致。
作为一例，电压控制部23B具备差分运算部51及控制电压产生部52B，并且具备电压合成部53B，该电压合成部53B基于从控制电压产生部52B输出的后述的控制电压Vco，控制输出的电流修正检测信号Vop的电压值。在该情况下，差分运算部51与上述的电压控制部23A相同，因此，省略说明，下面，对控制电压产生部52B及电压合成部53B进行说明。
控制电压产生部52B具备例如D/A转换器而构成，并输出其电压值根据差分运算部51中算出的上述的差分而进行变化的控制电压Vco。作为一例，控制电压Vco为以内部接地G的电位为基准的电压，即，在内部接地G的电位、与比检测电压Vi的最大值(输出电流Io的最大值流通于电流检测电阻时的电压值)乘以分压电阻(电阻61、62)的分压比而得到的电压值略高的电压值之间，其电压值进行变化的电压。另外，在差分信号ei的极性为负时，控制电压产生部52B使控制电压Vco降低，另一方面，在差分信号ei的极性为正时，控制电压产生部52B使控制电压Vco上升。
此外，虽然未图示，对于差分运算部51及控制电压产生部52B而言，也能够采用如下结构来代替上述的结构：即，差分运算部51将放大检测信号Si2的值(或电压值)相对于电流检测基准信号Si1的值(或电压值)的过多或不足，作为其值(或电压值)与该过多或不足的绝对值成比例地进行变化、且在过多时极性成为正而不足极性成为负的差分信号ei进行输出，并且，在差分信号ei的极性为正时，控制电压产生部52B使控制电压Vco降低，另一方面，在差分信号ei的极性为负时，控制电压产生部52B使控制电压Vco上升。
作为一例，对于电压合成部53B而言，除了省略了电容器64以外，按照与电压合成部53A相同的方式构成，将施加于电阻61的一端的检测电压Vi和施加于电阻63的一端的控制电压Vco合成，并作为电流修正检测信号Vop产生于电阻61、62的连接点。
例如，如图1所示，对接电路部9由电阻(规定电阻值的电阻)构成。因此，本例中，以下均称为电阻9。对于该电阻9而言，通过其一端与信号修正部8连接，而对该一端施加电流修正检测信号Vop。另外，电阻9的另一端与平衡端子4连接。即，电阻9将从信号修正部8输出的电流修正检测信号Vop向平衡端子4输出。对于平衡端子4而言，在多个电源装置1并联地连接且同时运行时，如图1所示，利用与其他电源装置1的平衡端子4共用的电线LN(平衡线)连接。在该情况下，另一端利用该电线LN相互连接的各电源装置1的电阻(相同的电阻值的电阻)9构成公知的模拟电压的平均电路。因此，从各电源装置1的信号修正部8施加于各电源装置1的电阻9的一端的电流修正检测信号Vop，通过由该电阻9构成的平均电路而被平均，该被平均的电压作为平衡电压信号的平衡电压Vbl产生于各平衡端子4。
比较部10使用例如运算放大器构成，如图1所示，比较电流修正检测信号Vop和平衡电压Vbl，并输出根据两电压Vop、Vbl的差分而变化的作为差分电压信号的差分电压Vdf(电压值根据该差分而变化的电压)。另外，由比较部10与基准电压输出部11、电压合成部12、误差检测部13及开关控制部14一起，构成控制开关元件5a的开关动作的控制部CNT。例如，对于比较部10而言，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl低时，极性为正，以与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例的电压值输出差分电压Vdf，另一方面，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl高时，极性为负，以与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例的电压值输出差分电压Vdf。另外，作为用于减少两电压Vop、Vbl的差分的信号，比较部10输出该差分电压Vdf。
基准电压输出部11输出与该电源装置1中的与输出电压Vo相关的初始目标电压值对应的作为表示第一基准电压值的第一基准电压信号的第一基准电压Vrf(图1中，与3个电源装置11、12、13对应地，标记了第一基准电压Vrf1、Vrf2、Vrf3)。例如，在多个电源装置1相对于负载LD并联地连接且同时运行的情况下，连接各电源装置1和负载LD的配线的长度相同的情况是很少的，通常相互不同。因此，该配线中产生的电压下降在每个电源装置1中不同，因此，考虑到每个电源装置1的电压下降，分别调整第一基准电压Vrf的第一基准电压值。
如图1所示，电压合成部12将第一基准电压信号和差分电压信号(本例中，第一基准电压Vrf和差分电压Vdf)进行合成(做加法)，并输出作为第二基准电压信号的第二基准电压Vrs。在该情况下，如上所述，基于电流修正检测信号Vop和平衡电压Vbl，差分电压Vdf改变极性及电压值。因此，在电流修正检测信号Vop和平衡电压Vbl一致时，差分电压Vdf成为零伏特，因此，第二基准电压Vrs成为与第一基准电压Vrf相同的电压值。另外，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl低时，差分电压Vdf成为极性为正且与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例的电压值，因此，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf高差分电压Vdf的绝对值的电压值。另外，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl高时，差分电压Vdf成为极性为负且与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例的电压值，因此，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf低差分电压Vdf的绝对值的电压值。
误差检测部13使用例如运算放大器构成，如图1所示，比较检测电压信号和第二基准电压信号(本例中，检测电压Vv和第二基准电压Vrs)，并输出根据两电压Vv、Vrs的差分而进行变化的作为误差电压信号的误差电压Ver(电压值根据该差分而进行变化的电压)。例如，在检测电压Vv比第二基准电压Vrs低时，误差检测部13输出的误差电压Ver是极性为正且与两电压Vv、Vrs的差分的绝对值成比例的电压值，另一方面，在检测电压Vv比第二基准电压Vrs高时，误差检测部13输出的误差电压Ver是极性为负且与两电压Vv、Vrs的差分的绝对值成比例的电压值。另外，误差检测部13作为用于减少两电压Vv、Vrs的差分的信号而输出该误差电压Ver。此外，如上所述，本例的误差检测部13采用以与两电压Vv、Vrs的差分的绝对值成比例的电压值输出误差电压Ver的结构(P控制的结构)，但是，作为它的代替，也可以采用PI控制的结构(即，在输出先前的误差电压Ver后且输出下一误差电压Ver时，输出先前的误差电压Ver加上相当于当前的两电压Vv、Vrs的差分的量(ΔVer)的值(Ver+ΔVer)的结构)。
如图1所示，开关控制部14基于从误差检测部13输出的误差电压信号(本例中，误差电压Ver)生成驱动信号Sd，并向电力转换部5的开关元件5a输出，由此，以减少电流修正检测信号Vop与平衡电压Vbl的差分、且减少检测电压信号与第二基准电压信号(本例中，检测电压Vv与第二基准电压Vrs)的差分的方式，控制开关元件5a的开关动作。具体而言，在电力转换部5为通过PWM(脉冲宽度调制)控制而控制输出电压Vo的结构时，开关控制部14控制驱动信号Sd的占空比，由此，以两电压Vop、Vbl的差分减少且两电压Vv、Vrs的差分减少的方式，控制开关元件5a的开关动作。另一方面，在电力转换部5为通过PFM(脉冲频率调制)控制而控制输出电压Vo的结构时，开关控制部14通过控制驱动信号Sd的频率，以两电压Vop、Vbl的差分减少且两电压Vv、Vrs的差分减少的方式，控制开关元件5a的开关动作。
接着，关于电源装置1的动作，举例说明对共用的负载LD并联连接多个电源装置1(本例中，作为一例，如图1所示，并联地连接3个)且同时运行的电源系统PSYS。
此外，本例中，作为一例，向电源装置11、12、13的各输入端子2输入共用的输入电压Vin，但不限于此，也可以是向电源装置11、12、13的各输入端子2输入单独的输入电压Vin的结构。
另外，电源装置11、12、13分别与负载LD连接，但在各个平衡端子4利用共用的电线LN连接之前的状态下，以输出相同的电流值的输出电流Io时的负载LD的两端间的电压VL一致的方式，各个第一基准电压Vrf单独地被调整为第一基准电压Vrf1、Vrf2、Vrf3。在该情况下，例如，在与负载LD之间的配线的电阻值按照电源装置11、12、13的顺序较大(较高)时，流通相同的电流值的输出电流Io时的配线中的电压下降也以该顺序变大。所以，需要按照该顺序提高电源装置11、12、13的各输出电压Vo1、Vo2、Vo3，因此，第一基准电压Vrf1、Vrf2、Vrf3被调整为按照该顺序变高。
图1所示的电源系统PSYS中同时运行的各电源装置11、12、13中，电压检测部6检测输出电压Vo并输出检测电压Vv，另外，电流检测部7检测输出电流Io并转换成电压信号即检测电压Vi并输出。另外，信号修正部8基于检测电压Vi，输出其电压值与输出电流Io1、Io2、Io3对应地进行变化的电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3。
在该情况下，信号修正部8中，基准信号输出部21输入检测电压Vi，并且输出修正了电流检测部7中产生的该检测电压Vi的检测误差的电流检测基准信号Si1(从电流检测部7中产生的包含它们的检测误差的检测电压Vi通过修正而除去该检测误差，并作为电流检测基准信号Si1进行输出)。另外，放大部22输入从电压合成部53A(或53B)输出的电流修正检测信号Vop，并且将该电流修正检测信号Vop放大并输出放大检测信号Si2。另外，电压控制部23A(或23B)输入从基准信号输出部21输出的电流检测基准信号Si1和从放大部22输出的放大检测信号Si2，并且基于电流检测基准信号Si1与放大检测信号Si2的各值(或电压值)的差分控制电流修正检测信号Vop的电压值，使放大检测信号Si2的电压值与电流检测基准信号Si1的电压值一致。这样一来，基于电流修正检测信号Vop生成的放大检测信号Si2与电流检测基准信号Si1(从检测电压Vi除去电流检测部7中产生的检测误差的信号)一致，因此，电流修正检测信号Vop成为与从检测电压Vi除去了电流检测部7中产生的检测误差的信号(电流检测基准信号Si1)精确地对应的信号。
另外，从各电源装置11、12、13的信号修正部8输出的各电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3施加于各个电阻9的一端，而各个电阻9的另一端经由平衡端子4及电线LN相互连接且构成平均电路。因此，平衡端子4上产生电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3的平均电压即平衡电压Vbl(＝(Vop1+Vop2+Vop3)/3)。
另外，各电源装置11、12、13中，比较部10单独比较各个装置11、12、13中的电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3和共用的平衡电压Vbl，输出根据各自的电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3与平衡电压Vbl的差分而变化的差分电压Vdf。在该情况下，如上所述，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl低时，即，设置有输出该电流修正检测信号Vop的信号修正部8的电源装置1中的输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值低时，比较部10输出其电压值与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例且极性为正的差分电压Vdf。另一方面，如上所述，在电流修正检测信号Vop比平衡电压Vbl高时，即，设置有输出该电流修正检测信号Vop的信号修正部8的电源装置1中的输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值高时，比较部10输出其电压值与两电压Vop、Vbl的差分的绝对值成比例且极性为负的差分电压Vdf。
另外，各电源装置11、12、13中，电压合成部12将第一基准电压Vrf和该差分电压Vdf合成(做加法)并输出第二基准电压Vrs。由此，输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值小的电源装置1中，对第一基准电压Vrf合成(做加法)正的差分电压Vdf，因此，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf高的电压值。另一方面，输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值大的电源装置1中，对第一基准电压Vrf合成(做加法)负的差分电压Vdf，因此，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf低的电压值。
另外，各电源装置11、12、13中，误差检测部13输出根据检测电压Vv与第二基准电压Vrs的差分而变化的误差电压Ver，开关控制部14基于该误差电压Ver生成驱动信号Sd，并向电力转换部5的开关元件5a输出，由此，以两电压Vop、Vbl的差分减少且两电压Vv、Vrs的差分减少的方式，控制开关元件5a的开关动作。
由此，输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值小的电源装置1中，如上所述，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf高的电压值，伴随于此，开关控制部14以基于误差电压Ver减少两电压Vv、Vrs的差分的方式，控制电力转换部5的开关元件5a，并使输出电压Vo上升。因此，输出电流Io比各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值小的电源装置1中，增加输出电流Io。
另一方面，输出电流Io比以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值大的电源装置1中，如上所述，第二基准电压Vrs成为比第一基准电压Vrf低的电压值，伴随于此，开关控制部14以基于误差电压Ver减少两电压Vv、Vrs的差分的方式，控制电力转换部5的开关元件5a，并降低输出电压Vo。因此，输出电流Io比各电源装置11、12、13中的输出电流Io的平均值大的电源装置1中，减少输出电流Io。
其结果，各电源装置11、12、13中，按照以电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3表示的各个输出电流Io1、Io2、Io3与以平衡电压Vbl表示的各电源装置11、12、13中的输出电流Io1、Io2、Io3的平均值一致的方式，即，按照以电流修正检测信号Vop1、Vop2、Vop3表示的各个输出电流Io1、Io2、Io3一致的方式，控制各输出电压Vo1、Vo2、Vo3。
这样，该电源装置1中，信号修正部8执行对于检测电压Vi的修正，并输出其电压值与从检测电压Vi除去了电流检测部7中产生的检测误差的电流检测基准信号Si1的值(即，输出电流Io的电流值)精确地对应的信号即电流修正检测信号Vop，并将该电流修正检测信号Vop经由电阻9向平衡端子4输出。
具体而言，信号修正部8具备：基准信号输出部21，其输入检测电压Vi，并且输出修正了电流检测部7中产生的检测电压Vi的检测误差的电流检测基准信号Si1；放大部22，其输入电流修正检测信号Vop并且进行放大，且输出放大检测信号Si2；电压控制部23A(23B)，其输入电流检测基准信号Si1及放大检测信号Si2，并且基于电流检测基准信号Si1与放大检测信号Si2的各值(或电压值)的差分控制电流修正检测信号Vop的电压值，使放大检测信号Si2的值(或电压值)与电流检测基准信号Si1的值(或电压值)一致。
因此，根据该电源装置1，相对于共用的负载LD并联地连接多个，并且将各电源装置1的平衡端子4利用共用的电线LN连接时，电流检测部7中产生的没有检测误差的影响的(即，电压值与输出电流Io的电流值精确地对应的)电流修正检测信号Vop向各个平衡端子4输出，因此，不会受到各电源装置1的电流检测部7中个别地产生的检测误差的影响，能够使从各电源装置1向负载LD输出的输出电流Io1、Io2、Io3的电流值精确地一致(即，使其相同)。
另外，该电源装置1中，基准信号输出部21具备：A/D转换部31，其将检测电压Vi转换成表示检测电压Vi的电压值的作为第一电压信息的波形数据Di1；基准信号运算部32，其基于预先规定的修正信息修正波形数据Di1，并算出修正了检测误差的电流检测基准信号Si1(基准信号信息)进行输出。另外，放大部22具备：A/D转换部41，其将电流修正检测信号Vop转换成表示电流修正检测信号Vop的电压值的作为第二电压信息的波形数据Di2；放大信号运算部42，其基于波形数据Di2及预先规定的放大信息算出放大检测信号Si2(放大信号信息)并进行输出。电压控制部23A具备：差分运算部51，其输入电流检测基准信号Si1(基准信号信息)及放大检测信号Si2(放大信号信息)，并算出各信号Si1、Si2的差分；控制电压产生部52A，其产生占空比根据该算出的差分而变化的控制脉冲电压Vcop，并且，电压控制部23A基于控制脉冲电压Vcop控制电流修正检测信号Vop的电压值。另外，该电源装置1中，作为电压控制部23A的替代，也能够采用如下结构：即，具备差分运算部51、和产生其电压值根据算出的各信号Si1、Si2的差分而变化的控制电压Vco的控制电压产生部52B，并且具备基于控制电压Vco控制电流修正检测信号Vop的电压值的电压控制部23B。
因此，根据该电源装置1，能够通过数字处理算出电流检测基准信号Si1(基准信号信息)，并算出放大检测信号Si2(放大信号信息)，且基于各信号Si1、Si2生成控制脉冲电压Vcop或控制电压Vco，并控制电流修正检测信号Vop的电压值。因此，根据该电源装置1，能够将电流检测部7中产生的检测误差通过数字处理从检测电压Vi更精确地除去以算出电流检测基准信号Si1(基准信号信息)，由此，能够将与输出电流Io的电流值更精确地对应的电流修正检测信号Vop向平衡端子4输出，因此，能够使从各电源装置1向负载LD输出的输出电流Io1、Io2、Io3的电流值更精确地一致(使其相同)。
另外，如上所述，在设为将基准信号输出部21、放大部22及控制电压产生部52A(或52B)进行数字处理的结构时，优选基准信号输出部21、放大部22及控制电压产生部52A(或52B)是由微机及数字信号处理器中的任一方构成。通过采用该结构，能够实现构成信号修正部8的电路的集成化，因此，能够实现信号修正部8的小型化。另外，作为对差分运算部51也进行数字处理的结构，也可以由微机及数字信号处理器中的任一方构成。通过该结构，能够实现构成信号修正部8的电路的进一步的集成化。

Claims (3)

1.一种电源装置，具备：
电力转换部，其将输入电压利用开关元件进行开关转换，并向与负载连接的输出端子供给输出电压及输出电流；
电流检测部，其检测所述输出电流或根据该输出电流进行变化的电流，并输出电压值根据该输出电流的变化而进行变化的电流检测信号；
信号修正部，其输入所述电流检测信号并且执行对于该电流检测信号的修正，生成并输出与所述输出电流的电流值对应的电压值的电流修正检测信号；
对接电路部，其输入所述电流修正检测信号并向平衡端子进行输出；
控制部，其输入所述电流修正检测信号和产生于所述平衡端子的平衡电压信号，并且以减少该电流修正检测信号与该平衡电压信号的各电压值的差分的方式，控制所述开关元件的开关动作，
其中，
所述信号修正部具备：
基准信号输出部，其输入所述电流检测信号，并且输出修正了所述电流检测部中产生于该电流检测信号的检测误差的电流检测基准信号；
放大部，其将所述电流修正检测信号进行输入并且放大，并输出放大检测信号；
电压控制部，其输入所述电流检测基准信号及所述放大检测信号，并且基于该电流检测基准信号与该放大检测信号的差分，控制所述电流修正检测信号的所述电压值，并使该放大检测信号与该电流检测基准信号一致。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述基准信号输出部具备：A/D转换部，其将所述电流检测信号转换成表示所述电流检测信号的所述电压值的第一电压信息；基准信号运算部，其基于预先规定的修正信息修正所述第一电压信息，并算出表示所述电流检测基准信号的电压值的基准信号信息，
所述放大部具备：A/D转换部，其将所述电流修正检测信号转换成表示所述电流修正检测信号的电压值的第二电压信息；放大信号运算部，其基于该第二电压信息及预先规定的放大信息算出表示所述放大检测信号的电压值的放大信号信息，
所述电压控制部具备：差分运算部，其输入所述基准信号信息及所述放大信号信息，算出该基准信号信息与该放大信号信息的差分；控制电压产生部，其产生占空比根据该算出的差分而进行变化的控制脉冲电压及电压值根据该算出的差分而进行变化的控制电压中的任一方的电压，并且，所述电压控制部基于该一方的电压控制所述电流修正检测信号的所述电压值。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述基准信号输出部、所述放大部及所述控制电压产生部是由微机及数字信号处理器中的任一方构成。
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