CN2879500Y - 开关电源并联自主均流装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种开关电源并联自主均流装置，连接在开关电源中低通滤波电路与PWM模块之间，包括第一放大器和第二放大器，其中，第一放大器的反向输入端连接低通滤波电路，同向输入端与反向输入端之间连接第一电阻；第二放大器的同向输入端直接接第一放大器的输出端，反向输入端经第二电阻接第一放大器的输出端，其输出端与PWM模块之间依序连接二极管、第三电阻、第四电阻；第三电阻与第四电阻的连接点处与第一电阻之间连接有一个电容。本开关电源并联自主均流装置可以在并联的多个开关电源之间实现自主并流，具有均流精度高，动态响应好等特点。

Description

开关电源并联自主均流装置
技术领域
本实用新型涉及一种在多个开关电源并联的过程中，实现电流自动均流(Current sharing)的电路装置，属于开关电源技术领域。
背景技术
开关电源是生产、生活中广泛使用的电源设备。根据开关电源额定容量的不同，需要选择不同参数的电力电子器件。但是，目前大功率电力电子器件的生产工艺还不成熟，价格也比较昂贵。因此，出于器件、材料、成本等方面的限制，单个开关电源的最大输出功率一般只有上千瓦，而实际应用中往往需用几十千瓦甚至几百千瓦以上的开关电源为系统供电，因此，需要通过开关电源的并联运行来实现。
但是，简单地将多个小容量开关电源并联起来也存在技术上的障碍，就是并联运行的各个模块特性并不一致，外特性好(电压调整率小)的模块可承担更多的电流，甚至过载，从而使某些外特性较差的模块运行于轻载状态，甚至基本上是空载运行。其结果必然加大了分担电流多的模块的热应力，从而降低了可靠性。
为了使并联的多个开关电源之间输出的电流保持均衡，保证模块间电源应力和热应力的均匀分配，人们往往针对开关电源并联系统采用均流方法，主要有：1.改变输出内阻法(外特性下垂法，改变输出斜率法)；2.主/从法；3.平均电流自动均流法；4.外接控制器法；5.热应力自动均流法；6.最大电流均流法(民主均流法、自动均流法)等。
虽然目前针对开关电源的并联均流方案很多，但都存在这样或者那样的缺陷，其主要表现在：输出阻抗法的均流精度太低；主从设置法和平均电流法都无法实现冗余技术，因而并联电源系统的可靠性得不到很好的保证；外加均流控制器法使系统变得过于复杂，不利于把这一技术转化成实际的产品。因此，上述现有技术仍需进一步改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的直流开关电源并联自主均流装置，该装置通过新颖巧妙的电路设计，可以实现在多个开关电源并联的过程中，电流自动实现均流。
为实现上述的发明目的，本实用新型采用下述的技术方案：
一种开关电源并联自主均流装置，连接在开关电源中低通滤波电路与PWM模块之间，包括第一放大器和第二放大器，其特征在于：
所述第一放大器的反向输入端连接所述低通滤波电路，同向输入端与所述反向输入端之间连接第一电阻；
所述第二放大器的同向输入端直接接所述第一放大器的输出端，反向输入端经第二电阻接所述第一放大器的输出端，其输出端与所述PWM模块之间依序连接二极管、第三电阻、第四电阻；
所述第三电阻与第四电阻的连接点处与所述第一电阻之间连接有一个电容。
本实用新型所述的开关电源并联自主均流装置可以在并联的多个开关电源之间实现自主均流，具有均流精度高，动态响应好等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型所述的开关电源并联自主均流装置的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的开关电源并联自主均流装置包括二极管、两个放大器U1和U2以及相应的电容、电阻元件。该装置接在由变压器和PWM模块等组成的开关电源电路上。输入电压VIN从变压器的原边引入，经变压后经二极管接一个由电感和电容组成的低通滤波电路，从而过滤高次谐波。经过滤高次谐波之后的输出电压VOUT接一个由两个电阻串联而成的采样电路，两个电阻之间记为A点电位。在A点与放大器U2的输出端之间依序连接电阻R1、R4和二极管D。放大器U1的同向输入端和反向输入端分别接在低通滤波电路和采样电路上，两者之间具有电阻R2。在电阻R2与R1和R4的连接点之间连接有电容C1。放大器U2的同向输入端连接U1的输出端，该点的电压信号记为Ui；反向输入端经电阻R3连接U1的输出端，该点的电压信号记为Upc。实际工作时，通过放大器U1把R2检测到的信号转变为正的电压信号Ui，再把Ui送到均流母线上，即均流母线上的电压Upc反映的是各电源模块单元中Ui的最大值，即电流最大值。各从模块的Ui与Upc通过比较器U2进行比较，当Ui小于Upc时，U2输出低电平，二极管D导通，C1通过R4放电并由R1充电，通过调整C1的充放电时间常数来调整A点电压、并送至PWM模块，从而自动调节输出电流，实现均流。
从上述的工作原理可以看出，当并联的开关电源有多个时，所采用的自主均流装置也是多个，各自主均流装置中的放大器U2的反向输入端应该彼此连接，连接的导线就称为均流母线。该均流母线上的电压Upc反映的是各开关电源中Ui的最大值，无论哪一个自主均流装置所检测到的Ui小于该Upc，即会调整该均流装置中的A点电压送至对应的PWM模块，从而达到自动调节输出电流，实现均流的目的。
需要声明的是，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本实用新型所述技术方案的精神和权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种开关电源并联自主均流装置，连接在开关电源中低通滤波电路与PWM模块之间，包括第一放大器和第二放大器，其特征在于：
所述第一放大器的反向输入端连接所述低通滤波电路，同向输入端与所述反向输入端之间连接第一电阻；
所述第二放大器的同向输入端直接接所述第一放大器的输出端，反向输入端经第二电阻接所述第一放大器的输出端，其输出端与所述PWM模块之间依序连接二极管、第三电阻、第四电阻；
所述第三电阻与第四电阻的连接点处与所述第一电阻之间连接有一个电容。
2.如权利要求1所述的开关电源并联自主均流装置，其特征在于：
多个开关电源并联时，各开关电源分别与一个所述开关电源并联自主均流装置相连接，各开关电源并联自主均流装置中的所述第二放大器的反向输入端相互连接。
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