CN205430059U - 用于dcdc电源的均流控制电路、电源及电源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于DCDC电源的均流控制电路，包括原边电流值采样比较单元、副边电压值采样比较单元以及PWM控制信号产生单元；所述原边电流值采样比较单元取得原边电流采样值，与均流总线上的电压值比较，比较后的输出叠加在参考电压上并连接到所述副边电压值采样比较单元，与由该电源输出到负载的电压取样值比较得到第一控制信号；第一控制信号控制所述PWM控制信号产生单元产生输出的PWM驱动信号，控制开关器件的导通或截止。本实用新型还涉及一种使用上述均流控制电路的电源及电源模块。实施本实用新型的用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块，具有以下有益效果：其采集信号步骤和调节均较易实现，对器件的要求较低。

Description

用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块

技术领域

本实用新型涉及电源领域，更具体地说，涉及一种用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块。

背景技术

DCDC电源是将输入的直流电压通过连接在其变压器原边上的开关器件转换为交流或脉冲电压，然后通过变压器的耦合，在变压器副边得到交流或脉冲电压，并通过整流、滤波等处理得到符合要求的直流电压，然后将得到的直流电压提供给负载。由于变压器的限制，DCDC电源的功率受到一定的限制。在负载需要较大电流时，单个的DCDC电源可能不能提供，即使能提供，其变压器的成本和体积将变得无法接受。所以，在现有技术中，通常采用多个较小功率的DCDC电源并接的方式来实现较大负载电流的供电。在多个电源并接时（也就是输出连接在同一个负载上），理想的情况是这些电源均分负载电流，即这些电源之间的输出电流相同。为实现这一目的，在现有技术中，通常采用副边均流的方式，即在每个DCDC电源的副边对输出电压或电流采样，依据采样得到的电压或电流值，调节其电路参数或控制信号，使其输出电流得到调节。这种方式的优点是采集信号较为容易，但调节量较大，对器件的要求较高。当然现有技术中也有采集原边的参数并调节原边的电路或控制参数的，但是其虽然调节量较小，但采集信号以及对采集得到的信号的处理较为困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述调节量较大、采集较为困难、对器件要求较高的缺陷，提供一种调节量较小、采集信号较为容易、对器件要求较低的用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于DCDC电源的均流控制电路，包括原边电流值采样比较单元、副边电压值采样比较单元以及PWM控制信号产生单元；所述原边电流值采样比较单元由所述DCDC电源的变压器原边取得其电流采样值，将其转换为电压值并与均流总线上的电压值比较，比较后的输出叠加在参考电压上并连接到所述副边电压值采样比较单元，与由该电源输出到负载的电压取样值比较得到第一控制信号；所述第一控制信号输出到所述PWM控制信号产生单元，所述PWM控制信号产生单元依据所述第一控制信号产生输出到所述DCDC电源的变压器原边上的开关器件的控制端上的PWM驱动信号，控制所述开关器件的导通或截止；

其中，对所述DCDC电源的原边回路中的电流进行采样，将得到的采样电流值转换为模拟电压值，将该电压值放大后得到所述均流总线上的电压值。

更进一步地，还包括隔离单元，所述隔离单元分别将所述原边电流值采样比较单元的输出信号和所述第一控制信号通过光电转换进行隔离后传输到所述副边电压值采样比较单元和所述PWM控制信号产生单元。

更进一步地，所述隔离单元包括两个单独的通道，一个通道用于将所述原边电流值采样比较单元的输出信号隔离后传输到所述副边电压值采样比较单元，另一个通道用于将所述第一控制信号隔离后传输到所述PWM控制信号产生单元。

更进一步地，所述通道是光电耦合器。

更进一步地，所述原边电流值采样比较单元包括电流采样转换放大模块和比较放大模块；所述电流采样转换放大模块由串接在变压器原边回路的采样电阻上取得电流采样值，将其转换为电压值，并放大输出到所述比较放大模块的一个输入端；所述比较放大模块的另一个输入端与均流总线连接，取得其上的电压值；所述比较放大模块的输出端连接到所述隔离单元一个通道的输入端上。

更进一步地，所述原边电流值采样比较单元和所述PWM控制信号产生单元设置在所述DCDC电源的变压器原边一侧；所述副边电压值采样比较单元设置在所述DCDC电源的变压器副边一侧。

更进一步地，所述DCDC电源的变压器原边侧包括正激、推挽、全桥或半桥变换电路；所述DCDC电源的变压器副边侧包括全波整流电路。

本实用新型还涉及一种DCDC电源，包括均流控制电路，所述均流控制电路是上述任意一项所述的均流控制电路。

本实用新型还涉及一种DCDC电源模块，包括至少一个并接的、为同一个负载供电的DCDC电源，所述DCDC电源是上述的DCDC电源。

更进一步地，所述DCDC电源为多个，每个DCDC电源的均流总线相互连接。

实施本实用新型的用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块，具有以下有益效果：由于在变压器副边取得电流和电压的采样值，并将其进行一系列的处理之后，得到第一控制信号，该第一控制信号被传输到变压器原边，对设置在变压器原边的PWM控制信号单元进行控制，使得该单元输出恰当的驱动信号，改变变压器原边的开关器件的导通情况，从而改变变压器副边的输出电流，达到均流的目的。由于采集信号在变压器副边，而调节参数在变压器原边，所以其采集信号步骤和调节均较易实现，对器件的要求较低。

附图说明

图1是本实用新型用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块实施例中用于DCDC电源的均流控制电路的结构示意图；

图2是所述实施例中一个DCDC电源的结构示意图；

图3是所述实施例中电源模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1和图2所示，在本实用新型的用于DCDC电源的均流控制电路、电源及电源模块实施例中实施例中，该用于DCDC电源的均流控制电路包括原边电流值采样比较单元、副边电压值采样比较单元以及PWM控制信号产生单元；这些电路模块与DCDC电源的不同部分连接，取得不同的电流或电压采样值，经过处理，输出符合当前需要的控制信号，通常是PWM（脉冲宽度调制）信号，去控制与DCDC电源中的变压器原边串接的开关器件，改变其工作状态，使得能够在该DCDC电源的副边得到需要的电流输出值。具体来讲，在本实施例中，上述原边电流值采样比较单元由该DCDC电源的变压器原边取得该原边回路的电流采样值（该值表示了变压器原边回路的电流大小），将该电流采样值转换为电压值并与均流总线（即图2中标记为PR的端子）上的电压值比较，比较后的输出叠加在参考电压上并连接到副边电压比较单元的一个输入端（即叠加后的电压输入到副边电压比较单元的一个输入端，例如，该副边电压值采样比较单元的“+”输入端），与由该DCDC电源输出到负载的电压取样值（该电压取样值表示了该DCDC电源实际上为负载提供的电压）比较得到第一控制信号；对于上述副边电压值采样比较单元而言，该电压取样值连接在其“-”输入端；而第一控制信号输出到PWM控制信号产生单元，PWM控制信号产生单元依据上述第一控制信号产生输出到所述DCDC电源变压器原边上的开关器件的控制端上的PWM驱动信号，控制所述开关器件的导通或截止；其中，上述均流总线上的电压值是由该DCDC电源的原边回路中对电流采样、转换得到的电压值放大后得到的一个模拟值。此模拟值作为电源均流时的一个参考电压值。在多个电源并机工作时，所有电源的均流信号都接在一起构成均流总线，作为均流时每个电源的参考电压。在本实施例中，上述均流总线上的电压值是对DCDC电源的原边回路中的电流进行采样，将得到的采样电流值转换为模拟电压值，将该电压值放大后经过一个电阻或者一个二极管得到所述均流总线上的电压值。之所以经过一个电阻或二极管，是因为均流控制方法分为平均均流法与最大均流法等。在平均均流法中是通过电阻得到上述均流总线上的电压值，而在最大均流法中是通过接二极管得到上述均流总线上的电压值。

在本实施例中，结合图2可以清楚地看出，上述原边电流采样单元和所述PWM控制单元设置在该DCDC电源的变压器原边一侧；而副边电压值采样比较单元设置在所述电源的变压器副边一侧。通常来讲，变压器的原边和副边是隔离的，也就是二者之间的地是不连接在一起的，在这样的情况下，信号由变压器的原边传输到变压器的副边或由变压器的副边传输到变压器的原边，都需要隔离。为此，在本实施例中，上述的均流控制电路还包括隔离单元（图1中间的虚线框所包括的部分），该隔离单元分别将原边电流采样单元输出信号通过光电转换进行隔离后传输到副边电压比较单元，同时还将第一控制信号通过光电转换进行隔离后传输到PWM控制信号产生单元。这两个信号的隔离是通过上述的隔离单元的不同部分实现的。所以，在本实施例中，上述隔离转换单元至少包括两个单独的通道（即隔离通道），一个通道用于将原边电流采样单元输出信号隔离后传输到副边电压比较单元，另一个通道用于将所述第一控制信号隔离后传输到所述PWM控制信号产生单元。请参见图2，在本实施例中，上述通道是光电耦合器。

在本实施例中，上述原边电流采样单元（图1中左边的虚线框所包括部分）包括电流采样转换模块和比较放大模块；电流采样转换模块由串接在变压器原边回路中的采样电阻上取得电流采样值，将其转换为电压值，并输出到比较放大模块的一个输入端；比较放大模块的另一个输入端与均流总线连接，取得其上的电压值；所述比较放大模块的输出端连接到上述隔离单元一个通道的输入端上。

图2示出了上述均流控制电路与一个DCDC电源连接的具体情况。为了简便起见，图2中没有示出图1中的PWM控制信号产生单元，通常，该PWM控制信号产生单元是一个集成电路，而上述第一控制信号连接在该集成电路的一个输入端上，该集成电路将依据该输入端上的电压值决定输出的PWM控制信号的占空比。

在本实施例中，上述DCDC电源的变压器原边侧的电路拓扑可以是正激、推挽、全桥或半桥变换电路中的任意一种；而该DCDC电源的变压器副边侧包括全波整流电路。

在本实施例中，还涉及一种DCDC电源，包括均流控制电路，所述均流控制电路是上述的均流控制电路，请参见图2。

在本实施例中，还涉及一种DCDC电源模块，包括至少一个并接的、为同一个负载供电的DCDC电源，所述DCDC电源是上述的DCDC电源；DCDC电源为多个，每个DCDC电源的均流总线相互连接。请参见图3，图3中示出了多个DCDC电源在形成上述电源模块时的电路图。

在本实施例中，对于多个DCDC电源组成的电源模块而言，其工作情况如下：结合图2所示的单个DCDC电源，标记为PR的是原边均流信号，N个DCDC电源在原边通过均流总线相互连接可以使电源输出N倍的功率。在多个DCDC电源并联（参见图3）时，均流总线与各个DCDC电源的电流采集信号进行比较。输出电压经过均流总线上采集送到输出电压反馈调节单元的“Vout”端，与“Vref”端（叠加后的参考电压端）比较，比较后的结果送到光电耦隔离器中，光电耦隔离器的输出信号再与各自的电流采样信号进行比较，比较后的输出信号送到DCDC电源的“PWMIC”（即PWM控制信号产生单元）上。电流采样转换模块对输入电流进行采集转换。经转换后的电压信号与均流总线的电压信号进行比较后送至隔离单元中,经隔离后的信号送至副边电压值采样比较单元上。每个DCDC电源根据各自负载大小来调整模块输出电压。其中，由电流采样转换模块转换后的信号分别通过电阻连接到电压比较模块的“+”端与均流母线PR上，而均流母线上的PR连接到比较器的“-”端，比较放大后的结果送到光电耦隔离器中。当模块电流采样放大后的信号比均流母线信号高时，比较放大单元的输出端输出高电平，光电耦隔离器（即隔离通道）导通较强。光电耦隔离器输出端连接到副边电压值采样比较单元的电压基准端“Vref”（即参考电压端），因此光电耦隔离器的输出降低反馈的基准电压。副边电压值采样比较单元的“-”输入端为输出电压的采样，“+”输入端为基准电压，输出端“OUT”接到另外一个光电耦隔离器中。将副边电压值采样比较单元的两个输入端进行比较，当“+”输入端的基准电压降低后比“-”输入端电压低时，其输出端“OUT”的电压会降低，另一个光电耦隔离器导通较弱，由于其输出端连接到PWMIC的“COMP”端上，所以“COMP”端的电压也会降低，从而PWMIC（PWM控制信号产生单元）的输出波形会减小占空比，从而降低DCDC电源的输出电压，以达到均流的目的。

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 (10)

1.一种用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，包括原边电流值采样比较单元、副边电压值采样比较单元以及PWM控制信号产生单元；所述原边电流值采样比较单元由所述DCDC电源的变压器原边取得其电流采样值，将其转换为电压值并与均流总线上的电压值比较，比较后的输出叠加在参考电压上并连接到所述副边电压值采样比较单元，与由该电源输出到负载的电压取样值比较得到第一控制信号；所述第一控制信号输出到所述PWM控制信号产生单元，所述PWM控制信号产生单元依据所述第一控制信号产生输出到所述DCDC电源的变压器原边上的开关器件的控制端上的PWM驱动信号，控制所述开关器件的导通或截止；

其中，对所述DCDC电源的原边回路中的电流进行采样，将得到的采样电流值转换为模拟电压值，将该电压值放大后得到所述均流总线上的电压值。

2.根据权利要求1所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，还包括隔离单元，所述隔离单元分别将所述原边电流值采样比较单元的输出信号和所述第一控制信号通过光电转换进行隔离后传输到所述副边电压值采样比较单元和所述PWM控制信号产生单元。

3.根据权利要求2所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，所述隔离单元包括两个单独的通道，一个通道用于将所述原边电流值采样比较单元的输出信号隔离后传输到所述副边电压值采样比较单元，另一个通道用于将所述第一控制信号隔离后传输到所述PWM控制信号产生单元。

4.根据权利要求3所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，所述通道是光电耦合器。

5.根据权利要求4所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，所述原边电流值采样比较单元包括电流采样转换放大模块和比较放大模块；所述电流采样转换放大模块由串接在变压器原边回路的采样电阻上取得电流采样值，将其转换为电压值，并放大输出到所述比较放大模块的一个输入端；所述比较放大模块的另一个输入端与均流总线连接，取得其上的电压值；所述比较放大模块的输出端连接到所述隔离单元一个通道的输入端上。

6.根据权利要求5所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，所述原边电流值采样比较单元和所述PWM控制信号产生单元设置在所述DCDC电源的变压器原边一侧；所述副边电压值采样比较单元设置在所述DCDC电源的变压器副边一侧。

7.根据权利要求6所述的用于DCDC电源的均流控制电路，其特征在于，所述DCDC电源的变压器原边侧包括正激、推挽、全桥或半桥变换电路；所述DCDC电源的变压器副边侧包括全波整流电路。

8.一种DCDC电源，包括均流控制电路，其特征在于，所述均流控制电路是如权利要求1-7项中任意一项所述的均流控制电路。

9.一种DCDC电源模块，包括至少一个并接的、为同一个负载供电的DCDC电源，其特征在于，所述DCDC电源是如权利要求8中所述的DCDC电源。

10.根据权利要求9所述的电源模块，其特征在于，所述DCDC电源为多个，每个DCDC电源的均流总线相互连接。