CN111800009A - 一种均流电路及其调节电流的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种均流电路及其调节电流的方法，其中均流电路包括：至少两个电源模块、至少两个调压电阻模块、至少两个电流采集模块以及处理器；每个电流采集模块与对应的电源模块连接，用于采集供电电路的电流值，并发送给处理器；处理器与至少两个电源模块以及多个电流采集模块分别连接，用于进行供电电路电压值的采集，以及接收采集的供电电路的电流值；处理器还与多个调压电阻模块分别连接，用于根据获取的供电电路的电流值和/或电压值调节调压电阻模块的电阻值。本申请提供的均流电路及其调节电流的方法，能够使均流电路中的输出电压可调，且调节灵活。同时，使均流电路中的供电电路中的压降降低，功耗也降低。

Description

一种均流电路及其调节电流的方法
技术领域
本申请涉及火箭领域，具体地，涉及一种均流电路及其调节电流的方法。
背景技术
如图1所示，现有技术中的双冗余电源通常采用LTC4370芯片，通过比较R1、R2的分压，调节M1、M2两个MOS管上的管压降调节输出电压，从而调节输出电流是双冗余电源两路输出到达均流效果。但是该LTC4370芯片为控制单点环节，若LTC4370芯片失效则会导致电路失效，同时，LTC4370芯片中的MOS管压降为0.2～0.5V，压降较大，造成功耗较大。并且，由于该LTC4370芯片的影响，导致供电电流最大只能为10A，电路的输出电流受到了极大的限制。
因此，如何提出一种新的均流电路以解决现有双冗余电源中的电流不均衡，同时输出电流受到极大的影响，是本领域人员目前急需解决的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种均流电路，包括：至少两个电源模块、至少两个调压电阻模块、至少两个电流采集模块以及处理器；每个电流采集模块与对应的电源模块连接，用于采集供电电路的电流值，并发送给处理器；处理器与至少两个电源模块以及多个电流采集模块分别连接，用于进行供电电路电压值的采集，以及接收采集的供电电路的电流值；处理器还与多个调压电阻模块分别连接，用于根据获取的供电电路的电流值和/或电压值调节调压电阻模块的电阻值。
如上的，其中，至少两个电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，每个电源模块中均包括一个输入供电电流的输入端与一个设置标准电压值的Trim端；多个电流采集模块包括第一电流采集模块和第二电流采集模块；第一电源模块的第一输入端与第一电流采集模块的一端连接，第一电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第一输出端，第一输出端与负载连接，第一电流采集模块的第三端与处理器连接；第二电源模块的第二输入端与第二电流采集模块的一端连接，第二电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第二输出端，第二输出端与负载连接，第二电流采集模块的第三端与处理器连接。
如上的，其中，多个调压电阻模块包括第一调压电阻模块和第二调压电阻模块；第一调压电阻模块包括第一调压电阻；第一电源模块的第一Trim端与第一调压电阻的一端连接，第一调压电阻的另一端与第一电源模块的第一输入端连接。
如上的，其中，第二调压电阻模块包括第二和第三调压电阻，以及第一数字电位器；第二电源模块的第二Trim端与第二调压电阻的一端连接，第二调压电阻的另一端分别与第三调压电阻和第一数字电位器的一端连接，第三调压电阻的另一端与第二输入端连接，第一数字电位器的另一端与第二输入端连接。
如上的，其中，所述均流电路包括多个第三电源模块、多个第三调压电阻模块以及多个第三电流采集模块；其中每个第三调压电阻模块包括第五调压电阻、第六调压电阻和第二数字电位器。
如上的，其中，每个第三电源模块的每个第三输入端与每个第三电流采集模块的一端连接，第三电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第三输出端，每个第三输出端与负载连接，第三电流采集模块的第三端与处理器连接。
如上的，其中，每个第三电源模块的第三Trim端与第五调压电阻的一端连接，第五调压电阻的另一端分别与第六调压电阻和第二数字电位器的一端连接，第六调压电阻的另一端与第三输出端连接，第二数字电位器的另一端与第三输出端连接。
如上的，其中，第一和第二数字电位器还通过SPI总线或I2C总线与处理器连接。
一种均流电路调节电流的方法，具体包括以下步骤：将某一供电电路设定为标准电路，剩余电路作为比对电路，同时将标准电路的输入电压设为标准电压值；分别采集标准电路和比对电路的电流值；将比对电路的电流值与标准电路的电流值进行对比，查看比对电路的电流值与标准电路的电流值是否相同；若比对电路的电流值与标准电路的电流值不相同，调节比对电路中对应的调压电阻模块中的电阻值，从而改变比对电路中的电流值。
如上的，其中，还包括，处理器实时检测比对电路和标准电路的电压值。
本申请的有益效果是：
(1)本申请提供的均流电路及其调节电流的方法，能够使均流电路中的输出电压可调，且调节灵活。同时，使均流电路中的供电电路中的压降降低，功耗也降低。
(2)本申请提供的均流电路及其调节电流的方法，能够保持双冗余电源或N路电源并联的冗余可靠性，同时，均流电路输出的供电电流大小不再受到限制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中传统的LTC4370芯片均流应用电路原理图；
图2是根据本申请实施例提供的均流电路的示意图；
图3是根据本申请实施例提供的又一均流电路的示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请涉及一种均流电路及其调节电流的方法。根据本申请，使双冗余电源或N路电源的电流均衡，多个电源模块工作在轻载状态，从而提高电源模块的寿命，提高电路的可靠性。
本申请提供的均流电路包括处理器、至少两个电源模块、与电源模块数量相同的调压电阻模块和与电源模块数量相同的电流采集模块。
每个电源模块(图中未示出)的输出端作为均流电路的输入端，为均流电路输入供电电流，进一步地，每个电源模块还包括一个设置供电电路标准电压值的Trim端。
如图2所示的实施例中，均流电路包括两路供电电路。每个供电电路与一个对应的调压电阻模块连接。
其中，每个电流采集模块与对应的电源模块连接，用于采集供电电路的电流值，并发送给处理器。
处理器与两个电源模块以及两个电流采集模块分别连接，用于接收采集的供电电路的电流值、进行供电电路电压值的采集。
处理器还与两个调压电阻模块分别连接，用于根据获取的供电电路的电流值和/或电压值调节调压电阻模块的电阻值。
具体地，两个电源模块包括第一电源模块和第二电源模块(图中未示出)，两个电流采集模块包括第一电流采集模块和第二电流采集模块；第一电源模块的第一输入端VINA与第一电流采集模块的一端连接，第一电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第一输出端VOUTA，第一输出端VOUTA与负载LOAD连接，第一电流采集模块的第三端与处理器MSP连接。
进一步地，第二电源模块的第二输入端VINB与第二电流采集模块的一端连接，第二电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第二输出端VOUTB，第二输出端VOUTB与负载连接，第二电流采集模块的第三端与处理器MSP连接。
其中，两个调压电阻模块包括与第一电源模块对应的第一调压电阻模块，以及与第二电源模块对应的第二调压电阻模块。第一调压电阻模块包括第一调压电阻RA，第二调压电阻模块包括第二调压电阻RB1、第三调压电阻RB2与第一数字电位器，其中第一数字电位器中包括第四调压电阻RB3。
具体地，第一电源模块的第一Trim端与第一调压电阻RA的一端连接，第一调压电阻RA的另一端与第一输入端VINA连接；第二电源模块的第二Trim端与第二调压电阻RB1的一端连接，第二调压电阻RB1的另一端分别与第三调压电阻RB2和第一数字电位器的一端连接，第三调压电阻RB2的另一端与第二输入端VINB连接，第一数字电位器的另一端与第二输入端VINB连接。其中，第一数字电位器还通过SPI或I2C总线与处理器连接。
其中，第一和第二电源模块通过VINA、VINB端输入两路供电电路，通过设定与第一或第二电源模块的Trim端连接的调压电阻的电阻值，调节调压电阻模块的电阻值来调节两路供电电路的输出电压。
作为另一个实施例，如图3所示，均流电路包括N个第三电源模块、N个第三调压电阻模块以及N个第三电流采集模块，第三电源模块、第三调压电阻模块以及第三电流采集模块一一对应。由于通过电源模块的输入端输入电流，因此图3中的电路包括N路供电电路。
其中，每个第三电源模块均包括第三输入端和第三Trim端。第一个第三电源模块包括第三输入端VINA和第三Trim端，第二个第三电源模块包括第三输入端VINB和第三Trim端…第N个第三电源模块包括第三输入端VINN和第三Trim端。其中，每个第三电源模块通过第三输入端和第三Trim端与对应的第三调压电阻模块和对应的第三电流采集模块连接。
具体地，每个第三输入端与对应的第三电流采集模块的一端连接，第三电流采集模块的第二端为输出供电电流的第三输出端，每个第三输出端与负载连接，第三电流采集模块的第三端与处理器连接。
示例性地，请继续参考图3，每个第三电源模块所对应的第三输入端为VINA、VINB、...VINN，第三电流采集模块为第三电流采集模块A、第三电流采集模块B，...第三电流采集模块N。
其中，第三输入端VINA与第三电流采集模块A的一端连接，第三电流采集模块A的第二端为输出供电电流的第三输出端VOUTA，第三输出端VOUTA与负载连接，第三电流采集模块A的第三端与处理器MSP连接。
第三输入端VINB与第三电流采集模块B的一端连接，第三电流采集模块B的第二端为输出供电电流的第三输出端VOUTB，第三输出端VOUTB与负载连接，第三电流采集模块B的第三端与处理器MSP连接。
以此类推，第三输入端VINN与第三电流采集模块N的一端连接，第三电流采集模块N的第二端为输出供电电流的第三输出端VOUTN，第三输出端VOUTN与负载连接，第三电流采集模块N的第三端与处理器MSP连接。
进一步地，每个第三调压电阻模块均包括第五调压电阻、第六调压电阻和第二数字电位器。其中每个第二数字电位器中包括第七调压电阻。
具体地，第一个第三调压电阻模块由第五调压电阻RA1、第六调压电阻RA2和一个数字电位器构成，第二个第三调压电阻模块由第五调压电阻RB1、第六调压电阻RB2和一个数字电位器构成...第N个第三调压电阻模块由第五调压电阻RN1、第六调压电阻RN2和一个数字电位器构成，由于本申请中第三调压电阻模块包含的组件以及组件之间的连接方式相同，因此图3中省略了部分第三调压电阻模块。
示例性地，第一个第三电源模块的第三Trim端与第五调压电阻RA1的一端连接，第五调压电阻RA1的另一端分别与第六调压电阻RA2和第二数字电位器的一端连接，第六调压电阻RA2的另一端与第三输出端VOUTA连接，第二数字电位器的另一端与第三输出端VOUTA连接。
第二个第三电源模块的第三Trim端与第五调压电阻RB1的一端连接，第五调压电阻RB1的另一端分别与第六调压电阻RB2和第二数字电位器的一端连接，第六调压电阻RB2的另一端与第三输出端VOUTB连接，第二数字电位器的另一端与第三输出端VOUTB连接。
以此类推，第N个第三电源模块的第三Trim端与第五调压电阻RN1的一端连接，第五调压电阻RN1的另一端分别与第六调压电阻RN2和第二数字电位器的一端连接，第六调压电阻RN2的另一端与第三输出端VOUTN连接，第二数字电位器的另一端与第三输出端VOUTN连接。
值得注意的是，本申请中的调压电阻模块中的第三调压电阻与第四调压电阻并联，第六调压电阻与第七调压电阻并联，保证了在第四或第七调压电阻失效时，调节的电压值仍在涉及范围内。同时，本申请中的电流采集模块中电阻值的范围在0.1～3mΩ，使得供电电路中的压降功耗降低。
综上，本申请实施例提供的均流电路包括双冗余电源均流电路和N路电源均流电路。其中基于该均流电路，本申请还提供了均流电路调节电流值的方法。
具体地，均流电路调节电流值的方法具体包括以下步骤：
步骤S1：将某一供电电路设定为标准电路，剩余电路作为比对电路，同时将标准电路的输入电压设为标准电压值。
其中，在图2中，将第一电源模块对应的供电电路设为标准电路，第二电源模块对应的供电电路设为比对电路。在图3中，将任一第三电源模块对应的供电电路设为标准电路，剩余电路作为比对电路。
具体地，图2中，通过设定第一电源模块的第一Trim端的第一调压电阻RA的阻值大小来调节标准电压值的大小。图3中，处理器MSP通过调节数字电压器的阻值来设置某一供电电路的输入电压值为标准电压值。
步骤S2：分别采集标准电路和比对电路的电流值。
具体地，图2中，处理器MSP通过第一和第二电流采集模块分别进行两路供电电路的电流值的采集。图3中，处理器MSP通过N个第三电流采集模块分别进行N路供电电路的电流值的采集。
步骤S3：将比对电路的电流值与标准电路的电流值进行对比，查看比对电路的电流值与标准电路的电流值是否相同。
其中，处理器MSP将采集到的比对电路与标准电路的电流值进行比对，若比对电路与标准电路的供电电路的电流值相同，则流程退出。否则执行步骤S4。
步骤S4：调节比对电路中调压电阻模块中的电阻值，从而改变比对电路中的电流值。
具体地，处理器MSP通过调节比对电路的调压电阻模块的电阻值从而改变比对电路的输入电压值，由于电压值的大小直接影响电流值大小，因此最终影响了比对电路的电流值。通过不断调节调压电阻模块的电阻值大小，直至使比对电路的电流值与标准电路的电流值相等。比对电路的电流值始终与标准电路的电流值保持一致，从而实现了电路的均流。
示例性地，在图2中，由于第二电源模块输入的供电电路为比对电路，因此可通过调节第二电阻模块的电阻值从而最终影响比对电路的电流值大小。在图3中，通过调节比对电路的第三调压电阻模块的电阻值从而最终影响比对电路的电流值大小。
进一步地，比对电路中的调压电阻模块的电阻值R’B可具体表示为：
R’B＝R’B1+R’B2*R’B3/(R’B2+R’B3)
其中，RB1为比对电路中第二或第四调压电阻的电阻值，R’B2为第三或第五调压电阻的电阻值，R’B3为第一或第二数字电压器中第三或第七调压电阻的电阻值。
因此，处理器MSP通过I2C或SPI总线调节第一或第二数字电压器中的调压电阻的电阻值来改变第二调压电阻模块的电阻值R’B，从而改变比对电路的输入电压使比对电路的电流值与标准电路的电流值相等。具体地，图2中，处理器MSP通过I2C或SPI总线调节第一数字电压器中的调压电阻RB3的电阻值来改变第二调压电阻模块的电阻值R’B，图3中，处理器MSP通过I2C或SPI总线调节第二数字电压器中的调压电阻RA3至RN3的电阻值来改变第二调压电阻模块的电阻值R’B。
其中，在执行上述步骤的过程中，还包括，处理器MSP实时检测比对电路和标准电路的电压值。
在图2的电路中，若处理器MSP检测到两路供电电路均有输入电压，则正常执行上述步骤。若处理器MSP检测到某一电路的输入电压为零，则说明某一电源模块失效，处理器MSP将数字电压器的电阻值调节为指定数值。该指定数值可由工作人员调节设置，具体数值大小在此不进行限定。
在图3的电路中，若处理器MSP检测到N路供电电路均有输入电压，则正常执行上述步骤。若处理器MSP检测到某一电路的输入电压为零，则进一步判断该电路是否为标准电路。若失效电路为标准电路，则保持其余比对电路的调压电阻的阻值不变，在比对电路中选取任一电路作为新的标准电路，重新执行步骤S1-S4。
本申请的有益效果是：
(1)本申请提供的均流电路及其调节电流的方法，能够使均流电路中的输出电压可调，且调节灵活。同时，使均流电路中的供电电路中的压降降低，功耗也降低。
(1)本申请提供的均流电路及其调节电流的方法，能够保持双冗余电源或N路电源并联的冗余可靠性，同时，均流电路输出的供电电流大小不再受到限制。
虽然当前申请参考的示例被描述，其只是为了解释的目的而不是对本申请的限制，对实施方式的改变，增加和/或删除可以被做出而不脱离本申请的范围。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种均流电路，其特征在于，包括：至少两个电源模块、至少两个调压电阻模块、至少两个电流采集模块以及处理器；
每个电流采集模块与对应的电源模块连接，用于采集供电电路的电流值，并发送给处理器；
处理器与至少两个电源模块以及多个电流采集模块分别连接，用于进行供电电路电压值的采集，以及接收采集的供电电路的电流值；
处理器还与多个调压电阻模块分别连接，用于根据获取的供电电路的电流值和/或电压值调节调压电阻模块的电阻值。
2.如权利要求1所述的均流电路，其特征在于，至少两个电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，每个电源模块中均包括一个输入供电电流的输入端与一个设置标准电压值的Trim端；多个电流采集模块包括第一电流采集模块和第二电流采集模块；
第一电源模块的第一输入端与第一电流采集模块的一端连接，第一电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第一输出端，第一输出端与负载连接，第一电流采集模块的第三端与处理器连接；
第二电源模块的第二输入端与第二电流采集模块的一端连接，第二电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第二输出端，第二输出端与负载连接，第二电流采集模块的第三端与处理器连接。
3.如权利要求2所述的均流电路，其特征在于，多个调压电阻模块包括第一调压电阻模块和第二调压电阻模块；第一调压电阻模块包括第一调压电阻；
第一电源模块的第一Trim端与第一调压电阻的一端连接，第一调压电阻的另一端与第一电源模块的第一输入端连接。
4.如权利要求3所述的均流电路，其特征在于，，第二调压电阻模块包括第二和第三调压电阻，以及第一数字电位器；
第二电源模块的第二Trim端与第二调压电阻的一端连接，第二调压电阻的另一端分别与第三调压电阻和第一数字电位器的一端连接，第三调压电阻的另一端与第二输入端连接，第一数字电位器的另一端与第二输入端连接。
5.如权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述均流电路包括多个第三电源模块、多个第三调压电阻模块以及多个第三电流采集模块；
其中每个第三调压电阻模块包括第五调压电阻、第六调压电阻和第二数字电位器。
6.如权利要求5所述的均流电路，其特征在于，每个第三电源模块的每个第三输入端与每个第三电流采集模块的一端连接，第三电流采集模块的第二端作为输出供电电流的第三输出端，每个第三输出端与负载连接，第三电流采集模块的第三端与处理器连接。
7.如权利要求6所述的均流电路，其特征在于，每个第三电源模块的第三Trim端与第五调压电阻的一端连接，第五调压电阻的另一端分别与第六调压电阻和第二数字电位器的一端连接，第六调压电阻的另一端与第三输出端连接，第二数字电位器的另一端与第三输出端连接。
8.如权利要求1-7任一项所述的均流电路，其特征在于，第一和第二数字电位器还通过SPI总线或I2C总线与处理器连接。
9.一种均流电路调节电流的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
将某一供电电路设定为标准电路，剩余电路作为比对电路，同时将标准电路的输入电压设为标准电压值；
分别采集标准电路和比对电路的电流值；
将比对电路的电流值与标准电路的电流值进行对比，查看比对电路的电流值与标准电路的电流值是否相同；
若比对电路的电流值与标准电路的电流值不相同，调节比对电路中对应的调压电阻模块中的电阻值，从而改变比对电路中的电流值。
10.如权利要求9所述的均流电路调节电流的方法，其特征在于，还包括，处理器实时检测比对电路和标准电路的电压值。
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