CN205178850U - 多电源均流控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多电源均流控制电路，包括电流检测单元、信号放大单元、跟随隔离单元、母线电压检测单元、均流控制单元、恒压输出单元以及限流输出单元；所述电流检测单元的输入端连接电源输出端，电流检测单元的输出端连接信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出端分别连接限流输出单元的输入端、跟随隔离单元的输入端以及均流控制单元的输入端，所述跟随隔离单元的输出端连接母线电压检测单元的输入端，所述母线电压检测单元的输出端连接均流控制单元的输入端，所述均流控制单元的输出端连接恒压输出单元的输入端。本实用新型的多电源均流控制电路无需专用控制芯片即可实现均流控制，成本较低，适应性广。

Description

多电源均流控制电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源系统领域，特别是一种多电源均流控制电路。

背景技术

用户对通信系统高可靠性要求是显而易见的，而通信电源作为通讯系统动力保障也是至关重要的。在复杂的电网环境中，用电设备的操作过电压是电源可靠性的一大杀手。那么通信电源的可靠性问题日渐凸现又当如何解决呢？

一般用电源并机的方案来解决。当多台电源并机使用时，在开机瞬间和工作过程中出现输出电压不一致现象，此时输出电压低和输出电压高的产品所对应的输出负载电流是不一致，输出电压低的那一台产品所拉带的负载电流偏小，反之输出电压高的那一台产品所拉带的负载电流偏大，为防止电源进入过负载保护状态，每一台电源的限流保护电路将立即动作，确保每一台电源不产生过负载保护。

但是，多台电源并机均流一般采用专用控制芯片进行均流，成本相对很高；而且使用范围有限，当需求有变化时，需要更改控制芯片。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种多电源均流控制电路，在降低成本的同时，方便扩展多台电源并机使用的范围。

本实用新型的具体方案如下：

多电源均流控制电路，包括电流检测单元、信号放大单元、跟随隔离单元、母线电压检测单元、均流控制单元、恒压输出单元以及限流输出单元；

所述电流检测单元的输入端连接电源输出端，电流检测单元的输出端连接信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出端分别连接限流输出单元的输入端、跟随隔离单元的输入端以及均流控制单元的输入端，所述跟随隔离单元的输出端连接母线电压检测单元的输入端，所述母线电压检测单元的输出端连接均流控制单元的输入端，所述均流控制单元的输出端连接恒压输出单元的输入端；

第一个电源、第二个电源并机使用时，若第一个电源输出的电压大于第二个电源输出的电压，则第一个电源对应的电流检测单元检测到的电流大于第二个电源对应的电流检测单元检测到的电流，第一个电源对应的信号放大单元输出端的电压大于第二个电源对应的信号放大单元输出端的电压，第一个电源对应的随隔离单元输出端的电压大于第二个电源对应的随隔离单元输出端的电压；通过第一个电源的母线LS控制端将第二个电源的母线LS控制端的电压抬高，使得第一个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变低，第二个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变高；进而第一个电源对应的均流控制单元、第二个电源对应的均流控制单元的输出端电平均发生跳变，使得第一个电源对应的恒压输出单元输出的电压降低、限流输出单元输出的电流降低，第二个电源对应的恒压输出单元输出的电压升高、限流输出单元输出的电流升高。

本实用新型的多电源均流控制电路无需专用控制芯片即可实现均流控制，成本较低，适应性广，便于扩展。

附图说明

图1为一个实施例的多电源均流控制电路的结构示意图；

图2为一个实施例的电流检测单元以及信号放大单元的电路结构图；

图3为一个实施例的跟随隔离单元、母线电压检测单元以及均流控制单元的电路结构图；

图4为一个实施例的限流输出单元以及恒压输出单元的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

请参阅图1中一个实施例的多电源均流控制电路的结构示意图。

多电源均流控制电路，包括电流检测单元100、信号放大单元101、跟随隔离单元102、母线电压检测单元103、均流控制单元104、恒压输出单元105以及限流输出单元106。

所述电流检测单元100的输入端连接电源输出端，电流检测单元100的输出端连接信号放大单元101的输入端，所述信号放大单元101的输出端分别连接限流输出单元106的输入端、跟随隔离单元102的输入端以及均流控制单元104的输入端，所述跟随隔离单元102的输出端连接母线电压检测单元103的输入端，所述母线电压检测单元103的输出端连接均流控制单元104的输入端，所述均流控制单元104的输出端连接恒压输出单元105的输入端。

第一个电源、第二个电源并机使用时，若第一个电源输出的电压大于第二个电源输出的电压，则第一个电源对应的电流检测单元检测到的电流大于第二个电源对应的电流检测单元检测到的电流，第一个电源对应的信号放大单元输出端的电压大于第二个电源对应的信号放大单元输出端的电压，第一个电源对应的随隔离单元输出端的电压大于第二个电源对应的随隔离单元输出端的电压；通过第一个电源的母线LS控制端将第二个电源的母线LS控制端的电压抬高，使得第一个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变低，第二个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变高；进而第一个电源对应的均流控制单元、第二个电源对应的均流控制单元的输出端电平均发生跳变，使得第一个电源对应的恒压输出单元输出的电压降低、限流输出单元输出的电流降低，第二个电源对应的恒压输出单元输出的电压升高、限流输出单元输出的电流升高。

本实施例的多电源均流控制电路无需专用控制芯片即可实现均流控制，因成本较低，适应性广，便于扩展。

图2为一个实施例的电流检测单元以及信号放大单元的电路结构图，如图2所示：

所述电流检测单元包括电容C202和检测电阻，所述检测电阻一端与电流检测单元的输入端连接，另一端分别与电流检测单元的输出端、电容C202的一端连接，电容C202的另一端接地。

电流检测单元检测输出端电流信号。具体地，当负载电流通过电源输出端输出时，电流通过检测电阻产生一个电流检测信号-IS，并在所述检测电阻的两端产生一个检测电压，所述检测电压通过电流检测单元的输出端输出。

所述信号放大单元包括运算放大器U201A、电阻R201、电阻R202、电阻R204、电阻R209、可调电阻R288、电阻R289、电容C201、电容C208、电容C209以及电容C210。

所述信号放大单元的输入端通过电阻R201分别与电阻R202的一端、电容C201的一端以及运算放大器U201A的反相输入端连接，所述电阻R202的另一端分别通过可调电阻R288和电阻R289与信号放大单元的输出端连接，所述电容C201的另一端通过电阻R204与信号放大单元的输出端连接，运算放大器U201A的同相输入端分别通过电阻R209和电容C209分别接地，运算放大器U201A的电源负极端接地，运算放大器U201A的电源正极端分别连接12V电源、以及电容C210的一端，所述电容C210的另一端接地，运算放大器U201A的输出端分别连接信号放大单元的输出端、以及电容C208的一端，所述电容C208的另一端接地。

信号放大单元将电流检测单元输出的电流检测信号-IS通过运算放大器U201A成倍数关系放大，输出放大后的电流检测信号+IS。

图3为一个实施例的跟随隔离单元、母线电压检测单元以及均流控制单元的电路结构图，如图3所示：

所述跟随隔离单元包括运算放大器U200B、二极管组D200以及电阻R214，二极管组D200包括两个二极管。

所述跟随隔离单元的输入端通过电阻R214与均流控制单元的输入端连接，运算放大器U200B的同相输入端与跟随隔离单元的输入端连接、反相输入端与所述跟随隔离单元的输出端连接，运算放大器U200B的输出端与其中一个二极管的正极连接，该二极管的负极分别与跟随隔离单元的输出端、以及另一个二极管的正极连接，所述另一个二极管的负极连接12V电源。

跟随隔离单元将经信号放大单元放大后的电流检测信号+IS通过运算放大器U200B跟随输出，同时通过二极管组D200进行隔离，以防止检测电流检测信号+IS丢失。

所述母线电压检测单元包括电阻R200、电阻R206、电阻R208、电阻R210、电容C205、电容C206以及电容C208。

母线电压检测单元的输入端分别与电阻R206的一端、电阻R210的一端、电容C205的一端以及电阻R208的一端连接，电阻R206的另一端与对应电源的母线LS控制端连接，电阻R210的另一端和电容C205的另一端接地，电阻R208的另一端连接与母线电压检测单元的输出端连接，电容C208的一端接地、另一端通过电阻R200连接12V电源，各电源的母线LS控制端并联连接。

当多台电源所拉带的负载电流不一样时，输出电流检测信号-IS有高有低，则电流检测信号-IS放大后有高有低，放大后的电流检测信号+IS再通过跟随隔离单元跟随输出后，导致电源的母线LS控制端产生高低不同的控制电压，此时多台电源的母线LS控制端是并联短路在一起的，其中均流母线LS电压偏高的控制端将其中均流母线LS电压偏低的控制端电压抬高，使得电压偏高的母线LS控制端的电压变低，对应电源的母线电压检测单元输出电压变低；使得电压偏低的母线LS控制端的电压变高，对应电源的母线电压检测单元输出电压变高。

所述均流控制单元包括运算放大器U200A、电阻R203、电阻R205、电阻R207、电阻R211、电阻R213、电容C200、电容C204、电容C207以及三极管Q200。

所述均流控制单元的输入端与运算放大器U200A的同相输入端连接，运算放大器U200A的反相输入端分别与电阻R205的一端以及电阻R203的一端连接，电阻R205的另一端通过电阻R200与12V电源连接，电阻R203的另一端通过电容C200与运算放大器U200A的输出端连接，运算放大器U200A的负极电源接地、正极电源依次通过12V电源和电容C204接地，运算放大器U200A的输出端通过电阻R207分别与电阻R211的一端、电容C207的一端以及三极管Q200的基极连接，电阻R211的另一端以及电容C207的另一端接地，三极管Q200的发射极通过电阻R213接地，三极管Q200的集电极与均流控制单元的输出端连接。

若母线电压检测单元的输出电压变高，则对应电源的运算放大器U200A的第3脚工作电压提高，而运算放大器U200A的第2脚连接信号放大单元的输出端，其工作电压等于电流检测信号+IS电压，当运算放大器U200A的第3脚工作电压提高后高于运算放大器U200A的第2脚工作电压时，运算放大器U200A的第1脚输出高电压，三级管Q200导通，输入端口AA输出低电平。若母线电压检测单元的输出电压变低，原理相应，不再赘述。

图4为一个实施例的限流输出单元以及恒压输出单元的电路结构图，如图4所示：

所述恒压输出单元包括运算放大器U202A、电阻R221、电阻R232、电阻R298、电阻R228、电阻R238、电阻R235、电阻R216、电阻R223、电容C219、电容C220、电容C212、电容C213以及电容C216。

恒压输出单元的输入端通过电阻R232分别与电容C219的一端、电阻R228的一端、电阻R235的一端、电阻R238的一端连接以及基准反馈电压V1的输入端连接，电容C219的另一端通过电阻R221与恒压输出单元的5V电压输出端连接，电阻R228的另一端通过电阻R298与恒压输出单元的5V电压输出端连接，电阻R238的另一端接地，电阻R235的另一端分别与电容C220的一端以及运算放大器U202A的同相输入端连接，电容C220的另一端接地，运算放大器U202A的反相输入端分别与电容C213的一端、电容C212的一端以及电阻R216的一端连接，电容C213的另一端通过电阻R223与运算放大器(U202A)的输出端连接，电容C212的另一端与运算放大器U202A的输出端连接，电阻R216的另一端连接2.5V基准电压，运算放大器U202A的负极电源接地、正极电源端分别接12V电源以及电容C216的一端，电容C216的另一端接地。

其中，电阻R232和电阻R238构成并联支路，由于电阻R298、电阻R228以及所述并联支路三者串联连接，所以电源的母线电压检测单元的输出电压变高后，所述恒压输出单元的5V电压输出端电压被抬高，此时输出负载电流随着电压被抬高而加大，相应的，输出电压高的电源所拉带的负载电流变小，从而实现负载均流。

所述限流输出单元包括运算放大器U202B、电阻R224、电阻R236、电阻R215、电阻R225、电容C222、电容C223、电容C238、电容C215以及电容C211。

所述限流输出单元的输入端通过电阻R224分别与电阻R236的一端、电容C222的一端以及运算放大器U202B的同相输入端连接，电阻R236的另一端以及电容C222的另一端接地，运算放大器U202B的反相输入端分别与电容C223的一端、电容C215的一端、电容C211的一端以及电阻R215的一端连接，电容C223的另一端接地，电容C215的另一端通过电阻R225与限流输出单元的输出端连接，电容C211的另一端与限流输出单元的输出端连接，电阻R215的另一端连接2.5V基准电压，运算放大器U202B的输出端分别与电容C238的一端以及限流输出单元的输出端连接，电容C238的另一端接地。

所述信号放大单元输出放大后的电流检测信号+IS至限流输出单元的输入端，放大后的电流检测信号+IS通过电阻R224和电阻R236进行分压，输入至U202B第5脚，并与运算放大器U202B第6脚的基准电压(2.5V)进行比较，当运算放大器U202B第5脚电压大于运算放大器U202B第6脚电压时，运算放大器U202B的第7脚输出高电压，则改电源进入限流保护状态。

在其中一个实施例中，所述多电源均流控制电路还包括电阻R234、二极管组D201以及稳压二极管ZD200，所述二极管组D201包括两个二极管。

其中一个二极管的正极与运算放大器U202A的输出端连接、负极通过电阻R234与PWM脉宽调节端连接，稳压二极管ZD200的输入端与运算放大器U202B的输出端连接，稳压二极管ZD200的输出端与另一二极管的正极连接，另一二极管的负极通过电阻R234与PWM脉宽调节端连接。

恒压输出单元的电阻R298、电阻R228、电阻R238构成输出电压反馈电路，V1为基准反馈电压(2.5V)，当检测到基准反馈电压高于2.5V时，U202A输出高电压实现控制PWM脉宽调节；限流输出单元中运算放大器U202B的第7脚输出高电压时，通过稳压二极管ZD200和稳压二极管ZD200实现控制PWM脉宽调节。

该实施例通过电阻R234、二极管组D201以及稳压二极管ZD200即可实现恒压输出单元和限流输出单元控制PWM脉宽调节，进一步降低了电路成本。

基于上述实施例，当多台电源并机使用时，在开机瞬间和工作过程中出现输出电压不一致现象，此时输出电压低和输出电压高的产品所对应的输出负载电流是不一致的，输出电压低的那一台产品所拉带的负载电流偏小，反之输出电压高的那一台产品所拉带的负载电流偏大。多台电源并机在开机瞬间工作时，为防止电源进入过负载保护状态，每一台电源的限流保护电路将立即动作，确保每一台电源不产生过负载保护。当多台电源所拉带的负载电流不一样时(多台电源所拉带的负载有大有小)，此时输出电流检测信号-IS有高有低，则电流检测信号-IS放大后有高有低(即+IS电压有高有低)，再通过比较器U200A跟随输出后导致母线LS控制端产生高低不同的控制电压，此时多台电源的母线LS控制端是并联短路在一起的，而其中电压偏高的母线LS控制端将其中电压偏低的母线LS控制端的电压抬高，此时母线LS控制端电压偏低的单台电源通过电阻R206将其本身U200A的第3脚工作电压提高，U200A的第2脚工作电压等于+IS电压。U200A的第3脚工作电压提高后高于U200A的第2脚工作电压，然后U200A的第1脚电压输出高电压，三级管Q200导通，网络端口AA为低电平，此时电阻R232和R238并联，由于电阻R298,电阻R228和电阻R232/R238(电阻R232和电阻R238并联)三者为串联关系，所以5VOUT输出端电压被抬高(即输出电压低的那一台产品电压被抬高)，此时输出负载电流随着电压被抬高而加大，输出电压高的电源所拉带的负载电流就变小，从而实现了均流。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.多电源均流控制电路，其特征在于，包括电流检测单元、信号放大单元、跟随隔离单元、母线电压检测单元、均流控制单元、恒压输出单元以及限流输出单元；

所述电流检测单元的输入端连接电源输出端，电流检测单元的输出端连接信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出端分别连接限流输出单元的输入端、跟随隔离单元的输入端以及均流控制单元的输入端，所述跟随隔离单元的输出端连接母线电压检测单元的输入端，所述母线电压检测单元的输出端连接均流控制单元的输入端，所述均流控制单元的输出端连接恒压输出单元的输入端；

第一个电源、第二个电源并机使用时，若第一个电源输出的电压大于第二个电源输出的电压，则第一个电源对应的电流检测单元检测到的电流大于第二个电源对应的电流检测单元检测到的电流，第一个电源对应的信号放大单元输出端的电压大于第二个电源对应的信号放大单元输出端的电压，第一个电源对应的随隔离单元输出端的电压大于第二个电源对应的随隔离单元输出端的电压；通过第一个电源的母线LS控制端将第二个电源的母线LS控制端的电压抬高，使得第一个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变低，第二个电源对应的母线电压检测单元输出端的电压变高；进而第一个电源对应的均流控制单元、第二个电源对应的均流控制单元的输出端电平均发生跳变，使得第一个电源对应的恒压输出单元输出的电压降低、限流输出单元输出的电流降低，第二个电源对应的恒压输出单元输出的电压升高、限流输出单元输出的电流升高。

2.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述电流检测单元包括：

电容C202和检测电阻，所述检测电阻一端与电流检测单元的输入端连接，另一端分别与电流检测单元的输出端、电容C202的一端连接，电容C202的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述信号放大单元包括：

运算放大器U201A、电阻R201、电阻R202、电阻R204、电阻R209、可调电阻R288、电阻R289、电容C201、电容C208、电容C209以及电容C210；

所述信号放大单元的输入端通过电阻R201分别与电阻R202的一端、电容C201的一端以及运算放大器U201A的反相输入端连接，所述电阻R202的另一端分别通过可调电阻R288和电阻R289与信号放大单元的输出端连接，所述电容C201的另一端通过电阻R204与信号放大单元的输出端连接，运算放大器U201A的同相输入端分别通过电阻R209和电容C209分别接地，运算放大器U201A的电源负极端接地，运算放大器U201A的电源正极端分别连接12V电源、以及电容C210的一端，所述电容C210的另一端接地，运算放大器U201A的输出端分别连接信号放大单元的输出端、以及电容C208的一端，所述电容C208的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述跟随隔离单元包括：

运算放大器U200B、二极管组D200以及电阻R214，二极管组D200包括两个二极管；

所述跟随隔离单元的输入端通过电阻R214与均流控制单元的输入端连接，运算放大器U200B的同相输入端与跟随隔离单元的输入端连接、反相输入端与所述跟随隔离单元的输出端连接，运算放大器U200B的输出端与其中一个二极管的正极连接，该二极管的负极分别与跟随隔离单元的输出端、以及另一个二极管的正极连接，所述另一个二极管的负极连接12V电源。

5.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述母线电压检测单元包括：

电阻R200、电阻R206、电阻R208、电阻R210、电容C205、电容C206以及电容C208；

母线电压检测单元的输入端分别与电阻R206的一端、电阻R210的一端、电容C205的一端以及电阻R208的一端连接，电阻R206的另一端与对应电源的母线LS控制端连接，电阻R210的另一端和电容C205的另一端接地，电阻R208的另一端连接与母线电压检测单元的输出端连接，电容C208的一端接地、另一端通过电阻R200连接12V电源。

6.根据权利要求5所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述均流控制单元包括：

运算放大器U200A、电阻R203、电阻R205、电阻R207、电阻R211、电阻R213、电容C200、电容C204、电容C207以及三极管Q200；

所述均流控制单元的输入端与运算放大器U200A的同相输入端连接，运算放大器U200A的反相输入端分别与电阻R205的一端以及电阻R203的一端连接，电阻R205的另一端通过电阻R200与12V电源连接，电阻R203的另一端通过电容C200与运算放大器U200A的输出端连接，运算放大器U200A的负极电源接地、正极电源依次通过12V电源和电容C204接地，运算放大器U200A的输出端通过电阻R207分别与电阻R211的一端、电容C207的一端以及三极管Q200的基极连接，电阻R211的另一端以及电容C207的另一端接地，三极管Q200的发射极通过电阻R213接地，三极管Q200的集电极与均流控制单元的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述恒压输出单元包括：

运算放大器U202A、电阻R221、电阻R232、电阻R298、电阻R228、电阻R238、电阻R235、电阻R216、电阻R223、电容C219、电容C220、电容C212、电容C213以及电容C216；

恒压输出单元的输入端通过电阻R232分别与电容C219的一端、电阻R228的一端、电阻R235的一端、电阻R238的一端连接以及基准反馈电压V1的输入端连接，电容C219的另一端通过电阻R221与恒压输出单元的5V电压输出端连接，电阻R228的另一端通过电阻R298与恒压输出单元的5V电压输出端连接，电阻R238的另一端接地，电阻R235的另一端分别与电容C220的一端以及运算放大器U202A的同相输入端连接，电容C220的另一端接地，运算放大器U202A的反相输入端分别与电容C213的一端、电容C212的一端以及电阻R216的一端连接，电容C213的另一端通过电阻R223与运算放大器(U202A)的输出端连接，电容C212的另一端与运算放大器U202A的输出端连接，电阻R216的另一端连接2.5V基准电压，运算放大器U202A的负极电源接地、正极电源端分别接12V电源以及电容C216的一端，电容C216的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的多电源均流控制电路，其特征在于，所述限流输出单元包括：

运算放大器U202B、电阻R224、电阻R236、电阻R215、电阻R225、电容C222、电容C223、电容C238、电容C215以及电容C211；

所述限流输出单元的输入端通过电阻R224分别与电阻R236的一端、电容C222的一端以及运算放大器U202B的同相输入端连接，电阻R236的另一端以及电容C222的另一端接地，运算放大器U202B的反相输入端分别与电容C223的一端、电容C215的一端、电容C211的一端以及电阻R215的一端连接，电容C223的另一端接地，电容C215的另一端通过电阻R225与限流输出单元的输出端连接，电容C211的另一端与限流输出单元的输出端连接，电阻R215的另一端连接2.5V基准电压，运算放大器U202B的输出端分别与电容C238的一端以及限流输出单元的输出端连接，电容C238的另一端接地。

9.根据权利要求7或8所述的多电源均流控制电路，其特征在于，还包括电阻R234、二极管组D201以及稳压二极管ZD200，所述二极管组D201包括两个二极管；

其中一个二极管的正极与运算放大器U202A的输出端连接、负极通过电阻R234与PWM脉宽调节端连接，稳压二极管ZD200的输入端与运算放大器U202B的输出端连接，稳压二极管ZD200的输出端与另一二极管的正极连接，另一二极管的负极通过电阻R234与PWM脉宽调节端连接。