专利名称：电源并联均流电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种实现电源并联均流的电路。
背景技术：
目前，由于半导体功率器件、磁性材料等原因，单个开关电源模块的最大输出功率 只有几千瓦，但是在实际应用中往往需要几百千瓦以上的开关电源为系统供电，例如大容 量的程控交换机系统。因此，需要通过电源模块的并联运行来实现。为了能使得每个电源 有效、均衡地使用，还需要增加均流电路。现有的均流技术有两种，一种是利用均流芯片，采 样各电源的电流信号并进行比较，根据比较结果调整PWM占空比，从而改变各电源的输出 电压，以达到均流的目的；另一种是使用单片机软件控制，实时监控各电源的工作状态，再 通过软件控制各电源的输出电流，以达到均流的目的。但是，利用均流芯片时，各电源之间需要均流母线连接，而且无法实现多路电源均 流，控制电路复杂，芯片的成本也高。而单片机软件时，因为软件的响应速度慢、抗干扰能力 差等原因往往达不到很好的均流效果，成本也很高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电源并联均流电路，用于实现并联电源之间的均 流，包括第一电源、第二电源及输出总电源。其中，本实用新型电源并联均流电路还包括采样第一电源的第一采样电压的第一采样电路；采样第二电源的第二采样电压的第二采样电路；将第一采样电压及第二采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的比较 电路；根据比较电路产生的控制信号对第一电源的输出电流进行调整的调节电路；调节第二电源的输出电压，保证调节电路能够正常调节第一电源输出电流的二次 稳压电路； 上述第一电源连接第一采样电路，第一采样电路还分别连接所述比较电路和二次 稳压电路；上述第二电源连接第二采样电路，第二采样电路还分别连接上述调节电路和比 较电路；上述输出总电源连接所述调节电路和二次稳压电路。优选地，上述第一采样电路包括电阻Rl及第一差动放大器，电阻Rl的一端可与 第一电源的输出端连接，另一端可与调节电路连接；第一差动放大器的两个信号输入端可 与电阻Rl的两端连接，产生上述第一采样电压，第一差动放大器的信号输出端与比较电路 连接；上述第二采样电路包括电阻R2及第二差动放大器，电阻R2的一端与第二电源的 输出端，另一端连接上述二次稳压电路；第二差动放大器的两个信号输入端与电阻R2的两 端连接，产生上述第二采样电压，第二差动放大器的信号输出端与比较电路连接。[0014]优选地，上述比较电路包括比较器及与比较器连接的开关器件，比较器比较第一 采样电压与第二采样电压，并输出电平信号，控制开关器件的导通/截止。优选地，上述调节电路包括场效应管，该场效应管的栅极与所述开关器件连接，漏 极与第一电源的输出端连接，源极分别与输出总电源及二次稳压电路连接；场效应管根据 上述开关器件的导通或截止，调节第一电源的输出电流。优选地，上述比较器以第二采样电压为基准电压，当第一采样电压大于第二采样 电压，比较器输出高电平，开关器件可导通，场效应管的栅极电压降低，则场效应管的源、漏 极之间的压降可增大，第一电源的输出电流将减小；当第一采样电压小于第二采样电压，比 较器输出低电平，开关器件可截止，场效应管的栅极电压升高，则场效应管的源、漏极之间 的压降可减少，第一电源的输出电流将增大。优选地，上述电源并联均流电路还包括多个电源与第一电源及第二电源并联，每 个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路。本实用新型还提供了另一种电源并联均流电路，包括第一电源、第二电源及输出 总电源。其中，本实用新型电源并联均流电路还包括采样第一电源的第一采样电压的第一采样电路；采样第二电源的第二采样电压的 第二采样电路；采样输出总电源的第三采样电压的第三采样电路； 将第一采样电压及第三采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的第一 比较电路；将第二采样电压及第三采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的第 二比较电路；根据第一比较电路的控制信号对第一电源的输出电流进行调整的第一调节电路; 根据第二比较电路的控制信号对第二电源的输出电流进行调整的第二调节电路；上述第一电源连接第一采样电路，第一采样电路还分别连接所述第一比较电路及 第一调节电路；上述第二电源连接第二采样电路，第二采样电路还分别连接上述第二比较 电路及第二调节电路；上述第一调节电路还与第一比较电路及第三采样电路连接，第二调 节电路还与第二比较电路及第三采样电路连接；上述输出总电源与第三采样电路连接，第 三采样电路还分别与第一比较电路及第二比较电路连接。优选地，上述第一采样电路包括电阻R2及第一差动放大器，电阻R2的一端连接 第一电源的输出端，另一端连接调节电路；第一差动放大器的两个信号输入端与电阻R2的 两端连接，产生上述第一采样电压，第一差动放大器的信号输出端与第一比较电路连接；上述第二采样电路包括电阻R17及第二差动放大器，电阻R17的一端连接第二电 源的输出端，另一端连接调节电路；第二差动放大器的两个信号输入端与电阻R17的两端 连接，可产生上述第二采样电压，第二差动放大器的信号输出端与第二比较电路连接；上述第三采样电路包括电阻R18及第三差动放大器，电阻R18的一端与第一调节 电路及第二调节电路连接，另一端与输出总电源连接；第三差动放大器的两个信号输入端 与电阻R18的两端连接，可产生上述第三采样电压，第三差动放大器的信号输出端分别与 第一比较电路及第二比较电路连接。优选地，上述电源并联均流电路还包括多个电源与第一电源及第二电源并联，每 个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路。[0028]本实用新型电源并联均流电路通过简单的采样电路、比较电路及调节电路实现电 源之间的并联均流，而且并联电源之间不需要任何母线连接。另外，本实用新型电源均流电 路还可以实现多电源或多路输出电源之间的并联均流，只需在增加的电源输出端对应增加 该电源并联均流电路即可，方便简单，均流精度高。
图1是本实用新型第一实施例中电源并联均流电路的结构示意图；图2是上述实施例的一实施方式中电源并联均流电路的电路结构示意图；图3是本实用新型第二实施例中电源并联均流电路的结构示意图；图4是上述实施例的一实施方式中电源并联均流电路的电路结构示意图；图5是上述实施例中优化的的高阻抗差动放大器的电路结构示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本 实用新型。参照图1，为本实用新型的第一实施例提出的电源均流电路结构框图。该电源均流 电路用于实现并联电源之间的均流，包括第一、第二电源V’和V”，输出总电源V，第一、第二 采样电路11和12，比较电路20，调节电路30及二次稳压电路40。第一电源V’与第一采样 电路11连接，第一采样电路11还分别连接调节电路30和比较电路20。第二电源V”与第 二采样电路12连接，第二采样电路12还分别连接比较电路20和二次稳压电路40。输出总 电源V连接调节电路30和二次稳压电路40。在具体实施过程中，可以定义第二电源V”为基准电源，第一电源V’为调节电源。 第一采样电路11用来采集第一电源r的第一采样电压，包括电阻RI及第一差动放大器 111。电阻Rl的一端与第一电源V’的输出端连接，另一端与调节电路30连接。第一差动 放大器111的两个信号输入端与电阻Rl的两端连接，采集电阻Rl两端的电压，形成上述第 一采样电压，信号输出端与比较电路20连接。第二采样电路12用来采集第二电源V”的第 二采样电压，包括电阻R2及第二差动放大器121。电阻R2的一端与第二电源V”的输出端 连接，另一端与二次稳压电路40连接。第二差动放大器121的两个信号输入端分别与电阻 R2的两端连接，可以采集电阻R2两端的电压，形成上述第二采样电压，信号输出端与比较 电路20连接。比较电路20用来将上述第一采样电压及第二采样电压进行比较，根据比较结果 可以产生相应的控制信号，其中以第二采样电压作为基准电压。比较电路20的两个信号输 入端分别与第一差动放大器111的信号输出端及第二差动放大器121的信号输出端连接， 比较电路20的信号输出端与调节电路30连接。调节电路30可以根据比较电路20的控制 信号对第一电源V’的输出电流进行调整，使得第一电源V’的输出电流与第二电源V”的输 出电流相等，达到均流的目的。二次稳压电路40用于调节第二电源V”的输出电压，保证调 节电路30能够正常调节第一电源V’的输出电流。为了保证第一电源V’与第二电源V”的输出的负载电流相等，当电阻Rl与电阻R2的阻值比为K1，第一差动放大器111与第二差动放大器121的放大倍数的比值为K2时，Kl 必须与K2成反比(即Kl = 1/K2)。优选地，第一差动放大器111与第二差动放大器121的 放大倍数相等，电阻Rl与电阻R2的阻值也相等。而且为了尽可能不影响第一电源V’及第 二电源V”的负载消耗及电源效率，所以电阻Rl及电阻R2的阻值不能过大。参照图2，上述第一差动放大器111包括运算放大器Ul-A及电阻R3、电阻R6、电阻 R7、电阻R8。其中，上述电阻Rl的两端分别与电阻R3及电阻R6连接，电阻R3的另一端与 运算放大器Ul-A的正输入端连接，电阻R6的另一端与运算放大器Ul-A的负输入端连接。 电阻R7的两端分别与运算放大器Ul-A的负输入端及输出端连接。电阻R8的一端与运算 放大器Ul-A的正输入端连接，另一端接地。上述第二差动放大器121包括运算放大器Ul-B 及电阻R4、电阻R5、电阻R9、电阻R10。上述电阻R2的两端分别与电阻R4及电阻R5连接， 电阻R4的另一端与运算放大器Ul-B的负输入端连接，电阻R5的另一端与运算放大器Ul-B 的正输入端连接。电阻R9的两端分别与运算放大器Ul-B的负输入端及输出端连接。电阻 RlO的一端与运算放大器Ul-B的正输入端连接，另一端接地。上述比较电路20包括比较器U1-C、开关器件Q2、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电 阻R14及电容Cl。电阻Rll及电阻R12分别作为比较器Ul-C的输入端的限流电阻。电阻 Rll的一端连接上述第一差动放大器111的输出端，另一端连接比较器Ul-C的正输入端。 电阻R12的一端连接上述第二差动放大器121的输出端，另一端连接比较器Ul-C的负输入 端。电阻R13的一端连接比较器Ul-C的输出端，另一端连接开关器件Q2的基极。电阻R14 的两端分别连接开关器件Q2的基极及发射极，电容Cl的正端连接开关器件Q2的集电极， 负端与开关器件Q2的发射极共地连接。比较器Ul-C比较第一采样电压及第二采样电压， 产生电平信号，控制开关器件Q2的导通/截止。例如，以第二采样电压为基准电压，当第一 采样电压大于第二采样电压时，比较器Ul-C输出高电平信号，则开关器件Q2导通；当第一 采样电压小于第二采样电压，比较器Ul-C输出低电平信号，则开关器件Q2截止。上述调节电路30包括场效应管Q1、驱动电源VCC2、电阻R15及保护稳压管ZD1。 场效应管Ql的栅极与上述比较电路20中开关器件Q2连接，漏极与上述电阻Rl的输出端 连接，源极分别连接二次稳压电路40及输出总电源V。驱动电源VCC2与场效应管Ql的栅 极连接，作为场效应管Ql的驱动电源。电阻R15串接在驱动电源VCC2及场效应管Ql的栅 极之间。保护稳压管ZDl的一端与场效应管Ql的栅极连接，另一端与场效应管Ql的漏极 连接。场效应管Ql的源、漏极之间的压降将随着栅极上的电压变化而变化，从而调节第一 电源V’的输出电流。例如，当开关器件Q2导通，则驱动电源VCC2加载在场效应管Ql的栅 极上的电压将降低，则场效应管Ql的源、漏极之间的压降升高，而流过场效应管Ql的电流 会降低，从而降低第一电源V’的输出电流。经过调节电路30的反复调整，可以实现第一电 源V’与第二电源V”的均流。当开关器件Q2截止，则驱动电源VCC2加载在场效应管Ql的 栅极上的电压升高，则场效应管Ql的源、漏极之间的压降将降低，而流过场效应管Ql的电 流会升高，从而升高第一电源V’的输出电流。经过调节电路30的反复调整，可以实现第一 电源V’与第二电源V”的均流。可以理解的是，上述场效应管Ql两端压降的调节是在场效应管Ql的正向导通且 处于放大状态的基础上实现的。所以，在本实施例的电路中，第二电源V”的输出电路必须 连接二次稳压电路40，用来降低第二电源V”的输出电压，使得在调节第一电源V’输出电流的过程中，场场效应管Ql的漏极电压始终高于场效应管Ql的源极电压，从而保证场效应管 Ql的两端压降正向可调。上述比较电路20还包括阻容网路。该阻容网络由电阻R16及电容C3串联组成， 其两端分别与比较器Ul-C的正输入端及开关器件Q2的集电极连接。上述实施例的电源均流电路，还可以包括多个电源与第一电源V’及第二电源V” 并联，且每个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路，则可以实现多电源或 多路输出电源之间的并联均流。本实用新型电源均流电路通过简单的采样电路、比较电路及调节电路实现第一电 源及第二电源之间的并联均流，而且第一电源与第二电源之间不需要任何母线连接，电路 结构简单，且均流精度高。另外，本实用新型电源均流电路还可以实现多电源或多路输出电 源之间的并联均流，只需在增加的电源输出端对应增加此电源均流电路即可，使用更加方 便。在上述实施例的电路原理的基础上，提出了第二实施例的电源并联均流电路。参 照图3，该电源均流电路用于实现第一电源及第二电源并联的输出电流的均流，包括第一、 第二电源V’和V”，输出总电源V，第一、第二、第三采样电路51、52和53，第一、第二比较电 路61和62，第一、第二调节电路71和72。第一电源V’与第一采样电路51连接，第一采样 电路51还分别连接第一调节电路71和第一比较电路61。第二电源V”连接第二采样电路 52，第二采样电路52还分别连接第二调节电路72和第二比较电路62。第一调节电路71还 与第一比较电路61及第三采样电路53连接，第二调节电路72还与第二比较电路62及第 三采样电路53连接。输出总电源V与第三采样电路53连接，第三采样电路53还分别连接 第一比较电路61及第二比较电路62。在具体实施过程中，可以定义输出总电源V为基准电源，第一电源V’及第二电源 V”为调节电源。第一采样电路51用来采集第一电源V’的第一采样电压，包括电阻R2及 第一差动放大器511。电阻R2的一端连接第一电源V’的输出端，另一端连接第一调节电 路71。第一差动放大器511的两个信号输入端与电阻R2的两端连接，采集电阻R2两端的 电压，形成第一采样电压，信号输出端与第一比较电路61连接。第二采样电路52包括电阻 R17及第二差动放大器521。电阻R17的一端连接第二电源V”的输出端，另一端连接第二 调节电路72。第二差动放大器521的两个信号输入端与第二电阻R17的两端连接，采集电 阻R17两端的电压，形成第二采样电压，信号输出端与第二比较电路62连接。第三采样电 路53包括电阻R18及第三差动放大器531。电阻R18的一端与第一调节电路71及第二调 节电路72连接，另一端连接输出总电源V。第三差动放大器531的两个信号输入端与电阻 R18的两端连接，采集电阻R18两端的电压，形成第三采样电压，信号输出端分别与第一比 较电路61及第二比较电路62连接。上述第一比较电路61用来将第一采样电压及第三采样电压进行比较，并根据比 较结果可以产生相应的控制信号。上述第二比较电路62用来将第二采样电压及第三采样 电压进行比较，并根据比较结果可以产生相应的控制信号。其中第一、第二比较电路61和 62均以第三采样电压作为基准电压。第一比较电路61的两个信号输入端与第一差动放大 器511的信号输出端及第三差动放大器531的信号输出端连接，第一比较电路61的信号输 出端与第一调节电路71连接。第一调节电路71可以根据第一比较电路61的控制信号，对
8第一电源V’的输出电流进行调整。第二比较电路62的两个信号输入端与第二差动放大器 521的信号输出端及第三差动放大器531的信号输出端连接，第二比较电路61的信号输出 端与第二调节电路72连接。第二调节电路72可以根据第二比较电路62的控制信号，对第 二电源V”的输出电流进行调整。参照图4，上述第一比较电路61及第二比较电路62的电路结构与第一实施例的比 较电路20的电路结构一致，在此不再赘述。第一调节电路71及第二调节电路72的电路结 构与第一实施例的调节电路30的电路结构一致。在此就不再赘述。上述输出总电源V的输出电流为第一电源V’及第二电源V”的总和，为了保证第 一电源V’与第二电源V”的输出的负载电流相等，优选地，第一差动放大器511、第二差动 放大器521与第三差动放大器531的放大倍数相等，电阻R2、电阻R17的阻值均为电阻R18 的阻值的两倍。上述实施例的电源均流电路，还可以包括多个电源与第一电源V’及第二电源V” 并联，且每个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路，则可以实现多电源或 多路输出电源之间的并联均流。本实用新型电源并联均流电路简单，均由低成本的电子元件组成，节省了均流芯 片的开发时间与开发成本。而且，该电源均流电路可以实现多路输出电源并联均流。当需 要实现多路输出电源的并联均流时，只需在增加的电源输出端连接采样电路、比较电路及 调节电路就可以实现多路输出电源的并联均流，使用更加方便。上述第一实施例及第二实施例中的差动放大器除了普通的差动放大器以外，还可 以为如图5所示的高阻抗差动放大器，该高阻抗差动放大器使得电源均流更加精准。上述第一实施例及第二实施例中电源并联均流电路也可以被集成在一块电路板 上，当需要实现多电源的并联均流时，只需在电源模块后接上该电路板即可实现均流，使得 用户使用时方便、快捷，且易于实现电源标准化。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相 关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
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权利要求一种电源并联均流电路，用于实现并联电源之间的均流，包括第一电源、第二电源及输出总电源，其特征在于，还包括采样第一电源的第一采样电压的第一采样电路；采样第二电源的第二采样电压的第二采样电路；将第一采样电压及第二采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的比较电路；根据比较电路产生的控制信号对第一电源的输出电流进行调整的调节电路；调节第二电源的输出电压，保证调节电路能够正常调节第一电源输出电流的二次稳压电路；所述第一电源连接第一采样电路，所述第一采样电路还分别连接所述调节电路和比较电路；所述第二电源连接第二采样电路，所述第二采样电路还分别连接所述比较电路和二次稳压电路；所述输出总电源连接所述调节电路和二次稳压电路。
2.如权利要求1所述的电源并联均流电路，其特征在于，所述第一采样电路包括电阻 Rl及第一差动放大器，电阻Rl的一端与第一电源的输出端连接，另一端与调节电路连接； 第一差动放大器的两个信号输入端与电阻Rl的两端连接，产生所述第一采样电压，第一差 动放大器的信号输出端与所述比较电路连接；所述第二采样电路包括电阻R2及第二差动放大器，电阻R2的一端与第二电源的输出 端连接，另一端连接所述二次稳压电路；第二差动放大器的两个信号输入端与电阻R2的两 端连接，产生所述第二采样电压，第二差动放大器的信号输出端与所述比较电路连接。
3.如权利要求2所述的电源并联均流电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器及 与比较器连接的开关器件，比较器比较第一采样电压与第二采样电压，并输出电平信号，控 制开关器件的导通/截止。
4.如权利要求3所述的电源并联均流电路，其特征在于，所述调节电路包括场效应管， 该场效应管的栅极与所述开关器件连接，漏极与第一电源的输出端连接，源极分别与输出 总电源及二次稳压电路连接；场效应管根据所述开关器件的导通或截止，调节第一电源的 输出电流。
5.如权利要求4所述电源并联均流电路，其特征在于，所述比较器以第二采样电压为 基准电压，当第一采样电压大于第二采样电压，比较器输出高电平，开关器件导通，场效应 管的栅极电压降低，则场效应管的源、漏极之间的压降增大，第一电源的输出电流将减小； 当第一采样电压小于第二采样电压，比较器输出低电平，开关器件截止，场效应管的栅极电 压升高，则场效应管的源、漏极之间的压降减少，第一电源的输出电流将增大。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电源并联均流电路，其特征在于，还包括多个电源 与第一电源及第二电源并联，每个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路。
7.一种电源并联均流电路，用于实现并联电源之间的均流，包括第一电源、第二电源及 输出总电源，其特征在于，还包括采样第一电源的第一采样电压的第一采样电路；采样第二电源的第二采样电压的第二 采样电路；采样输出总电源的第三采样电压的第三采样电路；将第一采样电压及第三采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的第一比较 电路；将第二采样电压及第三采样电压进行比较，并根据比较结果产生控制信号的第二比较电路；根据第一比较电路的控制信号对第一电源的输出电流进行调整的第一调节电路；根据 第二比较电路的控制信号对第二电源的输出电流进行调整的第二调节电路；所述第一电源连接第一采样电路，所述第一采样电路还分别连接所述第一比较电路及 第一调节电路；所述第二电源连接第二采样电路，所述第二采样电路还分别连接所述第二 比较电路及第二调节电路；所述第一调节电路还与第一比较电路及第三采样电路连接，第 二调节电路还与第二比较电路及第三采样电路连接；所述输出总电源与第三采样电路连 接，所述第三采样电路还分别与第一比较电路及第二比较电路连接。
8.如权利要求7所述的电源并联均流电路，其特征在于，所述第一采样电路包括电阻 R2及第一差动放大器，电阻R2的一端连接第一电源的输出端，另一端连接调节电路；第一 差动放大器的两个信号输入端与电阻R2的两端连接，产生所述第一采样电压，第一差动放 大器的信号输出端与第一比较电路连接；所述第二采样电路包括电阻R17及第二差动放大器，电阻R17的一端连接第二电源 的输出端，另一端连接调节电路；第二差动放大器的两个信号输入端与电阻R17的两端连 接，可产生所述第二采样电压，第二差动放大器的信号输出端与第二比较电路连接；所述第三采样电路包括电阻R18及第三差动放大器，电阻R18的一端与第一调节电路 及第二调节电路连接，另一端与输出总电源连接；第三差动放大器的两个信号输入端与电 阻R18的两端连接，可产生所述第三采样电压，第三差动放大器的信号输出端分别与第一 比较电路及第二比较电路连接。
9.如权利要求7或8所述的电源并联均流电路，其特征在于，还包括多个电源与第一电 源及第二电源并联，每个电源的输出端对应连接采样电路、比较电路及调节电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电源并联均流电路，用于实现并联电源之间的均流。该电源并联均流电路包括第一采样电路、第二采样电路、比较电路及调节电路。第一采样电路及第二采样电路分别采集基准电源、调节电源的输出电流，并转换成采样电压。比较电路比较第一采样电路及第二采样电路的采样电压，并产生控制信号。调节电路连接在调节电源输出端的电路上，根据控制信号对调节电源的输出电流进行调整，从而实现并联电源之间的均流，而且并联电源之间不需要任何母线连接，均流精度高。本实用新型均流电路还可以用于多电源或多路输出电源之间的并联均流，只需在增加的电源输出端对应增加该均流电路即可，使用更加方便、简单。
文档编号H02M3/155GK201690362SQ20092026042
公开日2010年12月29日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者陈卫红 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司