CN2425452Y - 一种带均流电路的高频开关电源装置 - Google Patents
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Abstract
一种包括均流电路的多个整流器输出并联的开关电源装置,其均流电路为电流采样信号经差分放大器放大输出,输出精度要求较高,且放大倍数为15～100之间;电流指令同样经过差分放大,放大倍数大约等于－1;差分放大结果与电流采样信号经差分放大器的放大输出比例相加,再经一个比例积分器,输出结果经过限幅处理,再与原反馈电路输出的电压指令比例相加,输出调节后的电压指令,去调节整流器的输出。调节后的电压指令与原电压指令相差在0.5%左右。
Description
本实用新型涉及一种高频开关电源系统的均流电路，更具体地涉及一种高频开关电源系统中多个整流器并机工作时各整流器均分负载的装置。
如图1所示，目前，在现有高频开关电源系统中，无均流电路的单个整流器包括：AC/DC变换101、采样电路102、反馈电路103，如果是带有均流电路的系统，其单个整流器如图2所示，除包括以上几部分之外，还包括均流电路201。其中均流电路的输入包括反馈电路103的输出A1、采样电路102的输出A2和电流指令A3，电流指令A3一般来自另一个整流器或平均电流的采样信号。图3为现有带均流电路的高频开关电源装置的组成框图。整个电源装置包括整流器Ⅰ301、整流器Ⅱ302、…、整流器N303等N个普通整流器和包括均流电路Ⅰ304、均流电路Ⅱ305、…、均流电路N306等N个相应的均流电路，各个均流电路受相应整流器外的一个相应的均流电流指令B的控制，相应的均流电流指令B包括电流指令ⅠB1、电流指令ⅡB2、…、电流指令N BN等N个信号。现有均流电路大多采用进口集成电路(如2907等)组成。这种集成电路存在着2个问题：一方面精度不太高，在2.5％左右；另一方面国内供货有一定难度，成本较高。出于成本、供货难等因素考虑，我国国内仍有部分厂家采用分立元件或厚膜电路实现均流功能，但普遍存在着精度不高、地线共地问题难以解决的情况。
本实用新型的目的就是为克服现有的上述缺陷，提供一种包括一结构简单、成本低廉、性能优良、可靠、调节灵活的均流电路的高频开关电源装置。
本实用新型包括多个整流器(Ⅰ-N)和均流电路(Ⅰ-N)。其中多个整流器(Ⅰ-N)的输出并联连接，各个均流电路包含在相应的整流器中，且其电路包括带调零电位器501的差分放大器之一502、差分放大器之二502A、电位器503、比例积分器504、限幅二极管505、加法器506。电流采样信号Ui(n)经差分放大器之一502放大后，输出信号之一A(n)；电流指令UI(n)经过差分放大器之二502A放大，输出信号之二B(N)；输出信号之一A(n)通过电位器503与输出信号之二B(N)比例相加；再经一个比例积分器504积分放大，输出结果经过限幅二极管505限幅处理，再与原反馈电路103的输出的电压指令e经过加法器506比例相加，输出调节后的电压指令e’，去调节整流器的输出，其中，差分放大器之一502的放大倍数为15～100之间；差分放大器之二502A的放大倍数大约等于-1；并且，一般来说，调节后的电压指令e’与原电压指令e相比相差很小，在0.5％左右。本实用新型的优点是：
1、整个电路可抽象为一个PI调节器，因此可以实现无差调节，提高了均流精度。
2、采用电流信号差分放大，避免了地线环流、共模干扰的问题。
3、本电路可根据系统特点、要求进行参数选择，因此适应性广、灵活方便。
4、若前面电路出现故障或输出信号不对，加限幅处理，限制了系统的超调量，使系统保持稳定，提高了系统的稳定性。
5、本实用新型中的均流电路可用一般通用器件实现，成本低，性能高。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，附图中相同部分用相同标号表示。
图1是现有不带均流电路的整流器组成框图；
图2是现有带均流电路的整流器组成框图；
图3是现有带均流电路的组成框图；
图4是本实用新型的第一个实施例图；
图5是本实用新型的第一个实施例中均流电路的原理框图；
图6是本实用新型的第二个实施例图；
图7是本实用新型的第三个实施例的部分原理图。
图4是本实用新型的第一个实施例图。其中，每个整流器(402、403、404)中的均流电路(405、406、407)的电流指令401均为同一个信号，即为系统中正常工作的整流器的均分电流值，由硬件、软件均可提供此均分电流值。电流指令值=均分电流值=总电流/工作模块个数。此实施例中，为了满足高精度均流要求，因而对平均电流的精度要求较高，一般为0.5％以上。
图5为本实用新型的第一个实施例中均流电路的原理框图。其中，采样电路102的输出信号Ui(n)经差分放大器502放大，输出A(n)，A(n)输出精度要求较高，且放大倍数较大，故采用了电位器501调零，一般来说，放大倍数为15～100之间；外部的均流电流指令UI(n)同样经过差分器502A放大，放大倍数大约等于-1，差分放大结果B(n)与A(n)通过电位器503比例相加，再经一个比例积分器504，输出结果经过限幅器505限幅处理，再与原反馈电路103输出的电压指令e比例相加，输出调节后的电压指令e′，去调节整流器的输出。一般来说，调节后的电压指令e′与原电压指令e相比相差很小，在0.5％左右。
图6是本实用新型的另一个实施例图。包括n个普通整流器…、整流器(n-1)601、整流器(n)602、整流器(n+1)603、…和相应的n个均流电路…、均流电路(n-1)604、均流电路(n)605、均流电路(n+1)606、…。在所有整流器均正常的情况下，第n个整流器(n)602的采样输出A(n)作为下一个整流器(n+1)603的均流电路(n+1)606的电流指令UI(n+1)，同时取上一个整流器(n-1)601的采样输出A(n-1)作为自身的均流电路(n)602的电流指令UI(n)。这样每一个整流器输出电流都趋近于上一个整流器的输出电流，最终实现所有电流均等，达到均流目的。
图7为第三个实施例的部分原理图，它和图6所表示的电路一起组成第三个实施例。若图6中某个整流器(n)602坏无输出电压，它给予下一个整流器(n+1)603的电流指令为0，这是不允许的，我们希望此时下一个整流器(n+1)603的电流指令取自于整流器(n-1)601。出于这种考虑，特增加此电路。
在整流器(n)602正常工作情况下，整流器状态信号Z(n)为有效电平，继电器701动作，第n个整流器(n)602的采样输出A(n)即为下一个整流器(n+1)603的均流电路(n+1)605的电流指令UI(n+1)。
在整流器(n)602工作不正常的情况下，整流器状态信号Z(n)为无效电平，继电器701不动作，上一个整流器(n-1)601的采样输出A(n-1)即为下一个整流器(n+1)603的均流电路(n+1)605的电流指令UI(n+1)，最终实现除整流器(n)602之外所有整流器的均流。
此实施例的优点：1、该种方法只与各整流器有关，无须另加电路；
2、不同额定电流的整流器之间也可均流。
3、系统可靠性高，不会因为某一个整流器工作不
正常而影响系统正常工作。
虽然以上以最佳实施方式详细描述了本实用新型的主要技术特征和优点，但本实用新型的保护范围显然并不局限于以上实施例，而是包括本领域技术人员对上述创造构思可能作出的各种显而易见的替换方案。
Claims (6)
1、一种包括多个整流器(Ⅰ-N)(402、403、404)和相应的均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)，其中所述多个整流器(Ⅰ-N)(402、403、404)的输出并联连接，且所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)的电路组成完全一样的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)之一包括带调零电位器(501)的差分放大器之一(502)、差分放大器之二(502A)、电位器(503)、比例积分器(504)、电限幅二极管(505)、加法器(506)，其中，电流采样信号(Ui(n))经差分放大器之一(502)放大后，输出信号之一A(n)；电流指令(UI(n))经过差分放大器之二(502A)放大，输出信号之二(B(n))；输出信号之一A(n)通过电位器(503)与输出信号之二(B(n))比例相加；再经一个比例积分器(504)积分，输出结果经过限幅二极管(505)限幅处理，再与原反馈电路(103)的输出的电压指令(e)经过加法器(506)比例相加，输出调节后的电压指令(e’)，去调节整流器的输出。
2、根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)中对电流采样信号(Ui(n))进行差分放大的差分放大器(502)的放大倍数大约在15～100之间。
3、根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)的电压调节指令(e′)与原电压调节指令(e)相差很小，在0.5％。
4、根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)中所述电流指令(UI(n))为平均电流值。
5、根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路(Ⅰ-N)(405、406、407)中所述电流指令(Ul(n))为上一个整流器(n-1)的采样信号(Ui(n-1))的放大输出(A(n-1))。
6、根据权利要求5所述的开关电源装置，其特征在于：所述均流电路中增加一个状态转换电路(702)，它包括一继电器(701)，其线圈控制信号为本整流器(n)的状态信号(Z(n))，中间触头为输出给下一个整流器(n+1)的电流指令(Ul(n+1))，常开触点接本整流器(n)的采样信号(Ui(n))的放大输出(A(n))，常闭触点接上一个整流器的采样信号(Ui(n-1))的放大输出(A(n-1))。
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1998
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