JP6874221B2 - 電源装置及びその電流均等化方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電源技術分野に関し、特に電源装置及びその電流均等化方法に関する。
表示技術の発展に伴い、表示装置の電源装置に対する需要が高まっている。電源装置の大電流化及び大電力化を実現するために、従来技術において、複数の電源モジュールを並列接続し、続いて並列接続された電源モジュールに入力電圧を一括して供給し、続いて複数の電源モジュールの出力電圧を集中して負荷を提供する分散型電源装置が提案されている。
分散型電源装置では、各々の電源モジュールのインピーダンス及び出力電気性が異なるため、複数の並列接続された電源モジュールから出力される電流が異なる。インピーダンスの小さい電源モジュールは大きな電流を供給し、インピーダンスの大きい電源モジュールは小さな電流を供給する。負荷を正確に駆動して機器の異常を防止するために、分散型電源装置における各々の電源モジュールから出力される電流を均等化する必要がある。つまり、各々の電源モジュールから出力される電流は等しなければならない。
従来の分散型電源装置の電流均等化方法としては、電流平均化法及び出力インピーダンス法などを含む。電流平均法は主として各々の電源モジュールに電流均等化バスを介して平均化電流をフィードバックして各々の電源の自己電流と誤差を形成することにより各々の電源モジュールの電圧基準を調整して電流の均等化を実現する。この方法は、システムに電流均等化バスを設けて、全ての電源モジュールの平均化電流をフィードバックする必要がある。実施は非常に困難であり、実施できたとしてもその構成が非常に複雑である。
出力インピーダンス法は各々の電源モジュールの出力電圧を調整することにより、電流均等化となるように各々の電源モジュールの出力電流を調整する。負荷回路が小電流である場合、ディスペンス特性が悪い。負荷電流の増大に伴い、ディスペンスが改善されるが、バランスが依然として取れず、通常、小電力又は電流均等化精度に対する要求が高くない場合にのみ適用できる。定格電力が異なる並列接続モジュールの場合、電流均等化を実現することは困難であり、並列接続された電源モジュールの間に交流がない。このため、各々の電源モジュールの負荷電流の差が大きく、電流の大きな電源モジュールが提供されることが多くなる。電源装置の最大出力パワーは、過電流保護のため制限されてしまう。
本発明の目的は、並列接続された各々の電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置を提供することにある。
本発明の目的はさらに、並列接続された各々の電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法を提供することにある。
上記の目的を実現するために、本発明は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供している。
最後の電源モジュールを除いて、隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第1電流サンプリング変換ユニットは、第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第2電流サンプリング変換ユニットは、第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、第1制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、第2制御電圧をパワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、第2制御電圧は第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられる。
前記制御ユニットは、
2つの入力端が第1基準電圧及び第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第2基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第2制御電圧を出力する第1誤差増幅器とを含む。
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2比較電圧に接続され、逆相入力端子が第1比較電圧に接続され、出力端から第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含む。
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む。
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
本発明は、ステップS1〜ステップS6を含む電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
ステップS1:複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供するステップであって、
最後の電源モジュールを除いて、隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。
ステップS2:前記電源モジュールが入力電圧を受信し、前記電圧出力ユニットが入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給する。
ステップS3:前記第1電流サンプリング変換ユニットは、第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するステップであって、
前記第2電流サンプリング変換ユニットは、第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送する。
ステップS4:前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、第1制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しい。
ステップS5:前記制御ユニットは、第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、第2制御電圧をパワーレベルユニットに出力し、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、第2制御電圧は第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しい。
ステップS6:前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整する。
前記制御ユニットは、
2つの入力端が第1基準電圧及び第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第2基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第2制御電圧を出力する第1誤差増幅器とを含む。
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2比較電圧に接続され、逆相入力端子が第1比較電圧に接続され、出力端から第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含む。
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む。
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットから出力される出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
本発明は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置をさらに提供している。
隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第1電流サンプリング変換ユニットは、第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第2電流サンプリング変換ユニットは、第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、第1制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、第2制御電圧をパワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、第2制御電圧は第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられ、
前記制御ユニットは、
2つの入力端が第1基準電圧及び第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第2基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第2制御電圧を出力する前記第1誤差増幅器とを含む。
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2比較電圧に接続され、逆相入力端子が第1比較電圧に接続され、出力端から第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含み、
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含み、
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
本発明の有益な効果は以下の通りであり、本発明に係る電源装置は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含み、隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、誤差比較ユニットによって各隣り合う2つの電源モジュールから出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う2つの電源モジュールから出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第1制御電圧を生成し、更に制御ユニットによって第1制御電圧に基づいて第2制御電圧を生成してパワーレベルユニットを制御して電圧出力ユニットの出力電圧を変更させ、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。本発明は、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
本発明の特徴及び技術的内容をより一層明らかにするために、以下の本発明に関する詳細な説明及び添付図面を参照する。添付図面は参照及び説明のためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
図1は本発明に係る電源装置の回路図である。 図2は本発明に係る電源装置の電流均等化方法のフローチャートである。
以下、本発明の技術的解決手段及びその効果をより具体的に説明するために、本発明の好ましい実施例及びその添付図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すると、本発明は、複数の並列接続される電源モジュール1及び複数の電流均等化モジュール2を含む電源装置を提供する。
最後の電源モジュール1を除いて、隣り合う2つの電源モジュール1が1つの電流均等化モジュール2に対応する。電源モジュール1のそれぞれは、電圧出力ユニット11、電圧出力ユニット11に電気的に接続されるパワーレベルユニット12及び前記パワーレベルユニット12に電気的に接続される制御ユニット13を含む。電流均等化モジュール2のそれぞれは、該電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11に電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニット21と、該電流均等化モジュール2に対応する他方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11に電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニット22と、前記第1電流サンプリング変換ユニット21及び第2電流サンプリング変換ユニット22にいずれも電気的に接続される誤差比較ユニット23とを含む。
具体的には、前記電圧出力ユニット11は、電源モジュール1が受信した入力電圧Vinを出力電圧Voutに変換して負荷3に供給するために用いられる。
具体的には、前記第1電流サンプリング変換ユニット21は、第1電流サンプリング変換ユニット21が位置する電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11と負荷3との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧V1に変換して誤差比較ユニット23に伝送するために用いられる。前記第2電流サンプリング変換ユニット22は、第2電流サンプリング変換ユニット22が位置する電流均等化モジュール2に対応する他方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11と負荷3との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧V2に変換して誤差比較ユニット23に伝送するために用いられる。
なお、第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が、前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流よりも大きい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1も依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2よりも大きくなる。第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が、前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流と等しい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1も依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2と等しくなる。第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が、前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流よりも小さい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1も依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2よりも小さくなる。
具体的には、前記誤差比較ユニット23は、第1サンプリング電圧V1及び第2サンプリング電圧V2に基づいて第1制御電圧Vcを生成するとともに、第1制御電圧Vcを誤差比較ユニット23が位置する電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の制御ユニット13に入力する。前記第1制御電圧Vcは第2サンプリング電圧V2から第1サンプリング電圧V1を減算したものに等しい。
さらに、前記誤差比較ユニット23は、正相入力端子が第2比較電圧V2に接続され、逆相入力端子が第1比較電圧V1に接続され、出力端から第1制御電圧Vcを出力する第2誤差増幅器300を含む。且つ、前記電流均等化モジュール2のそれぞれは、両端が第1電流サンプリング変換ユニット21及び第2電流サンプリング変換ユニット22にそれぞれ電気的に接続される抵抗24をさらに含む。
具体的には、前記制御ユニット13は、第1制御電圧Vc及び予め設定された第1基準電圧Vrに基づいて第2基準電圧Vr’を生成して、第2基準電圧Vr’と予め設定された割合で出力電圧Voutから分圧した帰還電圧Vfとに基づいて第2制御電圧Vc’を生成するとともに、第2制御電圧Vc’をパワーレベルユニット12に出力するために用いられる。前記第2基準電圧Vr’は前記第1制御電圧Vcに第1基準電圧Vrを加算したものに等しく、第2制御電圧Vc’は第2基準電圧Vr’から帰還電圧Vfを減算したものに等しい。
さらに、前記制御ユニット13は、2つの入力端が第1基準電圧Vr及び第1制御電圧Vcにそれぞれ接続され、出力端から第2基準電圧Vr’を出力する加算器100と、正相入力端子が第2基準電圧Vr’に接続され、逆相入力端子が帰還電圧Vfに接続され、出力端からパワーレベルユニット12に第2制御電圧Vc’を出力する第1誤差増幅器200とを含む。
具体的には、前記パワーレベルユニット12は、前記第2制御電圧Vc’に基づいて前記電圧出力ユニット11の出力電圧Voutの大きさを調整するために用いられる。
さらに、前記パワーレベルユニット12は、前記電圧出力ユニット11の出力電圧Voutを前記第2制御電圧Vc’の変化に伴って変化させるように制御する。即ち前記第2制御電圧Vc’が大きいほど、前記出力電圧Voutも大きくなり、前記第2制御電圧Vc’が小さいほど、前記出力電圧Voutも小さくなる。
隣り合う2つの電源モジュール1の電流均等化を例として、本発明の作動過程を説明する。該隣り合う2つの電源モジュール1のうち上方に位置する電源モジュール1を第1電源モジュールとし、該隣り合う2つの電源モジュール1のうち下方に位置する電源モジュール1を第2電源モジュールとする。第1電源モジュールから負荷3に出力される電流が第2電源モジュールから負荷3に出力される電流よりも大きい場合、第1比較電源V1が第2比較電圧V2よりも大きくなる。第1制御電圧VcはV2−V1に等しく、負の値である。第2基準電源Vr’はVr+Vcに等しく、第2基準電圧Vr’は第1基準電圧Vrよりも小さくなる。第2制御電圧Vc’はVr’−Vfに等しく、第2制御電圧Vc’が減少し、第1電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも減少する。電流の総電流は変わらないため、第1電源モジュールの電流が減少すると、第1電源モジュールの電流と第2電源モジュールの電流とが等しくなるまで第2電源モジュールの電流が増大する。第1電源モジュールから負荷3に出力される電流が第2電源モジュールから負荷3に出力される電流よりも小さい場合、第1比較電源V1が第2比較電圧V2よりも小さくなる。第1制御電圧VcがV2−V1に等しく、正の値である。第2基準電源Vr’は、Vr+Vcに等しく、第2基準電圧Vr’が第1基準電圧Vrより大きくなる。第2制御電圧Vc’はVr’−Vfに等しく、第2制御電圧Vc’が増大し、第1電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも増大する。電流の総電流が変わらないため、第1電源モジュールの電流が増大すると、第1電源モジュールの電流と第2電源モジュールの電流とが等しくなるまで第2電源モジュールの電流が減少する。
したがって、本発明は誤差比較ユニット23によって各隣り合う2つの電源モジュール1から出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う2つの電源モジュール1から出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第1制御電圧Vcを生成する。更に、制御ユニット13によって第1制御電圧Vcに基づいて第2制御電圧Vc’を生成してパワーレベルユニット12を制御して電圧出力ユニット11の出力電圧を変更させ、各電源モジュールの電流を均等化させる。並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。
図2を参照すると、本発明は、次のステップS1〜ステップS6を含む電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
ステップS1:複数の並列接続される電源モジュール1及び複数の電流均等化モジュール2を含む電源装置を提供するステップである。
最後の電源モジュール1を除いて、隣り合う2つの電源モジュール1が1つの電流均等化モジュール2に対応する。電源モジュール1のそれぞれは、電圧出力ユニット11、電圧出力ユニット11に電気的に接続されるパワーレベルユニット12及び前記パワーレベルユニット12に電気的に接続される制御ユニット13を含む。電流均等化モジュール2のそれぞれは、該電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11に電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニット21と、該電流均等化モジュール2に対応する他方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11に電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニット22と、前記第1電流サンプリング変換ユニット21及び第2電流サンプリング変換ユニット22にいずれも電気的に接続される誤差比較ユニット23とを含む。
ステップS2:前記電源モジュール1が入力電圧Vinを受信し、前記電圧出力ユニット11が入力電圧Vinを出力電圧Voutに変換して負荷3に供給する。
ステップS3:前記第1電流サンプリング変換ユニット21は、第1電流サンプリング変換ユニット21が位置する電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11と負荷3との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧V1に変換して誤差比較ユニット23に伝送する。
前記第2電流サンプリング変換ユニット22は、第2電流サンプリング変換ユニット22が位置する電流均等化モジュール2に対応する他方の電源モジュール1の電圧出力ユニット11と負荷3との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧V2に変換して誤差比較ユニット23に伝送する。
具体的には、第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が、前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流よりも大きい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1が依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2よりも大きくなる。第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が、前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流と等しい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1も依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2と等しくなる。第1電流サンプリング変換ユニット21が収集した電流が前記第2電流サンプリング変換ユニット22が収集した電流よりも小さい場合、第1電流サンプリング変換ユニット21で変換された第1サンプリング電圧V1も依然として第2電流サンプリング変換ユニット22で変換された第2サンプリング電圧V2よりも小さくなる。
ステップS4:前記誤差比較ユニット23は、第1サンプリング電圧V1及び第2サンプリング電圧V2に基づいて第1制御電圧Vcを生成するとともに、第1制御電圧Vcを誤差比較ユニット23が位置する電流均等化モジュール2に対応する一方の電源モジュール1の制御ユニット13に入力する。前記第1制御電圧Vcは、第2サンプリング電圧V2から第1サンプリング電圧V1を減算したものに等しい。
具体的には、前記誤差比較ユニット23は、正相入力端子が第2比較電圧V2に接続され、逆相入力端子が第1比較電圧V1に接続され、出力端から第1制御電圧Vcを出力する第2誤差増幅器300を含む。且つ、前記電流均等化モジュール2のそれぞれは、両端が第1電流サンプリング変換ユニット21及び第2電流サンプリング変換ユニット22にそれぞれ電気的に接続される抵抗24をさらに含む。
ステップS5:前記制御ユニット13は、第1制御電圧Vc及び予め設定された第1基準電圧Vrに基づいて第2基準電圧Vr’を生成して、第2基準電圧Vr’と予め設定された割合で出力電圧Voutから分圧した帰還電圧Vfとに基づいて第2制御電圧Vc’を生成するとともに、第2制御電圧Vc’をパワーレベルユニット12に出力する。前記第2基準電圧Vr’は前記第1制御電圧Vcに第1基準電圧Vrを加算したものに等しく、第2制御電圧Vc’は第2基準電圧Vr’から帰還電圧Vfを減算したものに等しい。
具体的には、前記制御ユニット13は、2つの入力端が第1基準電圧Vr及び第1制御電圧Vcにそれぞれ接続され、出力端から第2基準電圧Vr’を出力する加算器100と、正相入力端子が第2基準電圧Vr’に接続され、逆相入力端子が帰還電圧Vfに接続され、出力端からパワーレベルユニット12に第2制御電圧Vc’を出力する第1誤差増幅器200とを含む。
ステップS6:前記パワーレベルユニット12は、前記第2制御電圧Vc’に基づいて前記電圧出力ユニット11の出力電圧Voutの大きさを調整する。
具体的には、前記パワーレベルユニット12は、前記電圧出力ユニット11の出力電圧Voutを前記第2制御電圧Vc’の変化に伴って変化させるように制御する。即ち前記第2制御電圧Vc’が大きいほど、前記出力電圧Voutも大きくなり、前記第2制御電圧Vc’が小さいほど、前記出力電圧Voutも小さくなる。
隣り合う2つの電源モジュール1の電流均等化を例として、本発明の作動過程を説明する。該隣り合う2つの電源モジュール1のうち上方に位置する電源モジュール1を第1電源モジュールとし、該隣り合う2つの電源モジュール1のうち下方に位置する電源モジュール1を第2電源モジュールとする。第1電源モジュールから負荷3に出力される電流が第2電源モジュールから負荷3に出力される電流よりも大きい場合、第1比較電源V1が第2比較電圧V2よりも大きくなる。第1制御電圧VcはV2−V1に等しく、負の値である。第2基準電源Vr’はVr+Vcに等しく、第2基準電圧Vr’は第1基準電圧Vrよりも小さくなる。第2制御電圧Vc’はVr’−Vfに等しく、第2制御電圧Vc’が減少し、第1電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも減少する。電流の総電流は変わらないため、第1電源モジュールの電流が減少すると、第1電源モジュールの電流と第2電源モジュールの電流とが等しくなるまで第2電源モジュールの電流が増大する。第1電源モジュールから負荷3に出力される電流が第2電源モジュールから負荷3に出力される電流よりも小さい場合、第1比較電源V1が第2比較電圧V2よりも小さくなる。第1制御電圧VcがV2−V1に等しく、正の値である。第2基準電源Vr’は、Vr+Vcに等しく、第2基準電圧Vr’が第1基準電圧Vrより大きくなる。第2制御電圧Vc’はVr’−Vfに等しく、第2制御電圧Vc’が増大し、第1電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも増大する。電流の総電流が変わらないため、第1電源モジュールの電流が増大すると、第1電源モジュールの電流と第2電源モジュールの電流とが等しくなるまで第2電源モジュールの電流が減少する。
要約すると、本発明に係る電源装置は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む。隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応する。電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含む。電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。誤差比較ユニットによって各隣り合う2つの電源モジュールから出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う2つの電源モジュールから出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第1制御電圧を生成する。更に制御ユニットによって第1制御電圧に基づいて第2制御電圧を生成してパワーレベルユニットを制御して電圧出力ユニットの出力電圧を変更させ、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。本発明は、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
以上説明したように、当業者にとっては、本発明の技術的解決手段及び技術的構想に基づいて他の様々の対応する変更や変形を行うことができ、これらの変更や変形はすべて本発明の請求項の保護範囲に属するべきである。

Claims (11)

  1. 複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置であって、
    隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、
    電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
    前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
    前記第1電流サンプリング変換ユニットは、該第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
    前記第2電流サンプリング変換ユニットは、該第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
    前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、該第1制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しく、
    前記制御ユニットは、前記第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、該第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、第2制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、第2制御電圧は前記第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
    前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられる電源装置。
  2. 前記制御ユニットは、
    2つの入力端が第1基準電圧及び前記第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第2基準電圧を出力する加算器と、
    正相入力端子が前記第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第2制御電圧を出力する第1誤差増幅器とを含む請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第1サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含む請求項1に記載の電源装置。
  4. 前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む請求項3に記載の電源装置。
  5. 前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する請求項1に記載の電源装置。
  6. 複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供するステップであって、
    隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含むステップS1と、
    前記電源モジュールが入力電圧を受信し、前記電圧出力ユニットが入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するステップS2と、
    前記第1電流サンプリング変換ユニットは、該第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するステップであって、
    前記第2電流サンプリング変換ユニットは、該第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するステップS3と、
    前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、該第1制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しいステップS4と、
    前記制御ユニットは、前記第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、該第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、第2制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力し、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、第2制御電圧は前記第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しいステップS5と、
    前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するステップS6とを含む電源装置の電流均等化方法。
  7. 前記制御ユニットは、
    2つの入力端が第1基準電圧及び前記第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第2基準電圧を出力する加算器と、
    正相入力端子が前記第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第2制御電圧を出力する第1誤差増幅器とを含む請求項6に記載の電源装置の電流均等化方法。
  8. 前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第1サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含む請求項6に記載の電源装置の電流均等化方法。
  9. 前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む請求項8に記載の電源装置の電流均等化方法。
  10. 前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する請求項6に記載の電源装置の電流均等化方法。
  11. 複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置であって、
    隣り合う2つの電源モジュールが1つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第1電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第2電流サンプリング変換ユニットと、前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
    前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
    前記第1電流サンプリング変換ユニットは、該第1電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第1サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
    前記第2電流サンプリング変換ユニットは、該第2電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第2サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
    前記誤差比較ユニットは、第1サンプリング電圧及び第2サンプリング電圧に基づいて第1制御電圧を生成するとともに、該第1制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第1制御電圧は第2サンプリング電圧から第1サンプリング電圧を減算したものに等しく、
    前記制御ユニットは、前記第1制御電圧及び予め設定された第1基準電圧に基づいて第2基準電圧を生成して、該第2基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第2制御電圧を生成するとともに、該第2制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第2基準電圧は前記第1制御電圧に第1基準電圧を加算したものに等しく、前記第2制御電圧が前記第2基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
    前記パワーレベルユニットは、前記第2制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられ、
    前記制御ユニットは、
    2つの入力端が第1基準電圧及び前記第1制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第2基準電圧を出力する加算器と、
    正相入力端子が前記第2基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第2制御電圧を出力する第1誤差増幅器とを含み、
    前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第2サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第1サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第1制御電圧を出力する第2誤差増幅器を含み、
    前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第1電流サンプリング変換ユニット及び前記第2電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含み、
    前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第2制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する電源装置。
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