直流电源并联系统及其供电方法
【专利摘要】本发明提供一种直流电源并联系统，包括并联连接的至少两个直流电源装置，各直流电源装置均为具有限流模块的电源装置，使得直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过限流模块将工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。本发明电路简单、易于实现，并且稳定可靠、成本低廉、功率损耗低。
【专利说明】直流电源并联系统及其供电方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电源【技术领域】，尤其涉及一种直流电源并联系统及其供电方法。
【背景技术】
[0002]随着互联网业务的快速发展，人们对网络设备的性能要求越来越高，对其供电能耗和以及可靠性提出了更高的要求。为满足网络设备运行的可靠性和稳定性，为网络设备供电的电源通常采用多个直流电源并联设计的方案，形成直流电源并联系统；同时，直流电源通常采用的直通电源，以减少供电能耗，所谓的直通电源就是无功率转换的电源在不考虑内部通路压降的情况下，输入输出电压相同的无稳压功能的直流电源。采用多个直流电源并联的电源系统为网络设备供电时，如何实现各电源模块的容性启动和稳定可靠并联是一个需要解决的问题。
[0003]现有技术提供的第一种方案，是通过采用输入同源且输入输出压降保持一致的电源装置并联，使得各电源装置平均分担输出负载，以确保各电源装置组成的并联系统启动和运行的可靠性。但是该方案实现时，要确保各电源装置输入同源，且需要各电源装置具有完全相同的输入、输出接线阻抗，电源内部压降保持严格一致，同时要确保每个电源装置的容量要做到硬件极限大，避免出现单个电源的额定输出功率小于输出负载的情况出现。
[0004]现有技术提供的第二种方案，是通过采用均流母线的方式来实现并联各电源装置的均流，以确保并联的直流电源系统启动和运行的可靠性。该种方案中，需要在各个并联的直流电流装置中设置功率变换和稳压模块，功率变换和稳压模块采用通用的无源下垂法或有源均流法实现。这种方案实现时，需要增加功率模块，同时需要输出均流母线，通过功率变换和稳压模块调整电源的输出电压，从而调整带载电流，以达到电流均分的目的。
[0005]但是，上述方案一实现时，会受到装配、器件一致性、环境等因素的影响，其实现较困难，可实现性和可靠性较低；上述方案二实现时，需配置功率模块，带来功率损耗，效率较低，以及增加均流控制电路，电路复杂，成本高昂。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种直流电源并联系统及其供电方法，其电路简单、易于实现，并且稳定可靠、成本低廉、功率损耗低。
[0007]本发明提供一种直流电源并联系统，包括并联连接的至少两个直流电源装置，各直流电源装置均为具有限流模块的电源装置，使得直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过限流模块将工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。
[0008]进一步地，本发明所述限流模块包括控制器和开关；
[0009]所述控制器，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流对开关进行控制，在直流电源装置的工作电流大于设定工作电流时，控制开关处于开关状态，在工作电流小于或者等于设定工作电流时，控制开关处于闭合状态。[0010]所述开关，用于在所述控制器的控制下，控制所述直流电源装置与输出负载之间的导通或断开。
[0011]进一步地，本发明所述控制器包括比较电路和脉冲宽度调制电路PWM，其中:
[0012]所述比较电路，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流进行比较，并输出控制信号给所述脉冲宽度调制电路PWM。
[0013]所述脉冲宽度调制电路PWM，用于在所述比较电路输出的工作电流大于或者等于设定工作电流的控制信号作用下，控制所述开关处于开关状态，在比较电路输出工作电流小于设定工作电流的控制信号作用下，控制所述开关处于闭合状态。
[0014]进一步地，本发明所述直流电源装置包括输入滤波器和输出滤波器，所述开关连接在所述输入滤波器和输出滤波器之间，所述输入滤波器，用于滤除输入电压Vin中的交流成分并将滤除交流成分的输入电压Vin’发送给所述开关。
[0015]所述输出滤波器，用于对经过所述开关输入的输入电压Vin’，进一步滤除其中的交流成分产生输出电压Vout。
[0016]进一步地，本发明还包括连接在开关和所述输出滤波器的输入端与输出电压Vout的负输出端之间的单向导通器件D1，以使得所述输出滤波器在开关闭合时进行充电，在所述开关断开时与所述单向导通器件Dl组成回路为外部负载供电。
[0017]进一步地，本发明所述输入滤波器为π型滤波电路，所述π型滤波电路包括电感LI和电容C1、C2，所述电感LI的一端连接输入电压Vin的正输入端，另一端连接所述开关；所述电容Cl的一端连接所述电感LI的一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端；所述电容C2的一端连接所述电感LI的另一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端。
[0018]所述输出滤波器为L型滤波电路，包括电感L2和电容C3，所述电感L2的一端连接开关，另一端连接输出电压Vout的正输出端；所述电容C3 —端连接输出电压Vout的正输出端，另一端连接输出电压Vout的负输出端。
[0019]进一步地，本发明所述单向导通器件Dl为二极管，其正极连接电压Vin的负输入端，负极连接在所述输出滤波器的输入端。
[0020]进一步地，本发明还包括一连接在输出滤波器的输出端的单向导通器件D2，用于防止电流倒灌到所述直流电源装置。
[0021]进一步地，本发明所述单向导通器件D2为二极管，其正极连接输出滤波器的输出端，负极连接输出电压Vout的正输出端。
[0022]本发明还提供一种直流电源并联系统的供电方法，所述方法应用于并联连接的至少两个直流电源装置的直流电源并联系统中，所述直流电源装置上设置有限流模块，所述方法包括:
[0023]当直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。
[0024]由以上技术方案可见，由于本发明提供的电源并联系统中，各电源装置具有限流模块，当一个电源装置的工作电流大于直流电源装置的设定工作电流时，直流电源装置就会通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担直流电源并联系统的输出负载。本发明直流电源并联系统具有稳定可靠，以及电路简单，易于实现且成本低廉的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明提供的直流电源并联系统中电源装置的电路结构图；
[0026]图2本发明的输出电压特性图；
[0027]图3是本发明直流电源并联系统的供电方法流程图；
[0028]图4是本发明一个具体实施例的直流电源冗余并联系统的等效示意图。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供的直流电源并联系统中，并联连接的各电源装置具有限流模块，当系统在一负载下工作时，若一电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，该直流电源装置就会通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担该直流电源并联系统的输出负载。本发明提供的直流电源并联系统，具有电路简单，实现方便，且能确保电源的正常启动以及电源工作的稳定性和可靠性。
[0030]本发明提供一种直流电源并联系统，包括并联连接的至少两个直流电源装置。
[0031]该直流电源并联系统中，各直流电源装置均为具有限流模块的电源装置，使得直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。
[0032]具体地，上述的设定工作电流，具体是指电源装置工作在额定输出功率时的额定电流当本发明直流电源并联系统的输出负载小于等于一台电源装置的额定输出功率时，其中一台电源装置中的工作在直通状态，输出电压等于输入电压。这样，一台直流电源装置(通常为其中电源装置的等效输出阻抗最小的电源)工作，即可满足负载供电的需要，此时，该一台直流电源装置通常会承载大部分负载。
[0033]进一步地，当本发明输出负载大于一台电源装置的额定输出功率，小于等于并联连接的至少两台电源装置的额定输出功率总和时，其中一台电源装置，通常为承载较大负载的电源的工作电流就会大于设定工作电流，此时，该一台电源装置的限流模块就会起作用，降低该一台电源装置的输出电压直到工作电流小于等于设定电流。由于负载的需要，而该一台直流电源输出的电流在其额定输出功率范围内分担输出负载无法满足需要，此时，系统中的其它电源装置就会来根据各自输出电压的大小分担不大于其额定输出功率的输出负载。
[0034]参看图1，本发明系统中的直流电源装置具有限流模块1，所述限流模块I包括控制器101和开关102 ；
[0035]所述控制器101，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流对开关进行控制，在直流电源装置的工作电流大于设定工作电流时，控制开关处于开关状态，在工作电流小于或者等于设定工作电流时，控制开关处于闭合状态。
[0036]所述开关102，用于在所述控制器的控制下，控制所述直流电源装置与输出负载之间的导通或断开。
[0037]进一步地，本发明系统中的直流电源装置具体可包括输入滤波器2和输出滤波器3，所述开关102连接在所述输入滤波器2和输出滤波器3之间；
[0038]所述输入滤波器2，用于滤除输入电压Vin中的交流成分并将滤除交流成分的输入电压Vin’发送给所述开关。
[0039]所述输出滤波器3，用于对经过所述开关输入的输入电压Vin’，进一步滤除其中的交流成分产生输出电压Vout。
[0040]本发明系统中，所述的输入滤波器2和输出滤波器3可对输入电压Vin进行滤波处理后，为负载提供稳定的输出电压Vout。
[0041]进一步地，本发明系统中的电源装置还可包括连接在开关102和所述输出滤波器3的输入端与输出电压Vout的负输出端之间的单向导通器件D1，以使得所述输出滤波器3在开关闭合时进行充电，在所述开关断开时与所述单向导通器件Dl组成回路为外部负载供电。
[0042]进一步地，本发明系统中所述的控制器101具体可包括比较电路(图中未示出)和脉冲宽度调制电路PWM (图中未示出)，其中:
[0043]所述比较电路，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流进行比较，并输出控制信号给所述脉冲宽度调制电路PWM1012。
[0044]所述脉冲宽度调制电路PWM，用于在所述比较电路输出的工作电流大于或者等于设定工作电流的控制信号作用下，控制所述开关102处于开关状态，在比较电路输出工作电流小于设定工作电流的控制信号作用下，控制所述开关102处于闭合状态。
[0045]进一步地，本发明系统中所述的开关102具体可以为高频开关Q1，当其处于开关状态的时候，高频开关Ql根据控制器101的控制信号的电平选择处于断开或者闭合的高频开关状态，当处于闭合状态的时候，高频开关Ql处于长通闭合状态。
[0046]进一步地，本发明所述比较电路具体可包括电压采样电路(图中未示出)，将电源装置的工作电流转化为电压值并进行采样，将设定工作电流转化为电压设定限值，通过比较电压采样值和电压设定限值来完成工作电流与设定工作电流的比较。
[0047]如果采样电压低于电压设定限值，高频开关Ql处于闭合状态，输入电压Vin经过输入滤波器和输出滤波器的双重滤波后到输出，输入电压Vin和输出电压Vout相同。
[0048]如果采样电压大于或者等于设定限值，高频开关Ql处于高频开关状态:高频开关Ql闭合时输入电压通过输入滤波器和高频开关Ql向输出滤波器供电；高频开关Ql断开时，输出滤波器与所述单向导通器件Dl组成回路为外部负载供电。此时输出电压低于输入电压，呈:Vout=D*Vin的关系(其中D为一个开关周期内闻频开关Ql闭合时间与开关周期之比)。由于输出电压会降低，则电源装置的工作电流会减小，如果此时采样电压仍高于设定限值则输出电压仍将下调，直到采样电压和设定限值相同时输出保持稳定，即而工作电流等于设定工作电流。由于只要工作电流大于设定工作电流，高频开关Ql就处于高频开关状态，降低输出电压，进而降低工作电流，因此所述控制器和高频开关保证工作电流小于或者等于设定电流。所述电源装置处于限流工作状态，工作电流调节到等于设定电流，输出电压保持稳定，电源装置分担的输出负载为其额定输出功率。
[0049]进一步地，本发明系统中所述的输入滤波器2具体可为π型滤波电路，所述π型滤波电路包括电感LI和电容C1、C2，所述电感LI的一端连接输入电压Vin的正输入端，另一端连接所述开关；所述电容Cl的一端连接所述电感LI的一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端；所述电容C2的一端连接所述电感LI的另一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端。
[0050]本发明输入滤波器采用的电路结构能够实现输入和输出均呈现低阻抗，从而令滤波器电路结构本身的功率损耗很小。交流成分通过电容C1、C2滤除，直流电流通过电感LI输出。并且电感LI还可以储存能量以补偿高频开关Ql闭合时，输出滤波器储存的能量。
[0051]所述电感LI和电容Cl、C2根据电源装置以及并联系统的要求进行取值。
[0052]进一步地，本发明系统中所述的输出滤波器3具体可为L型滤波电路，包括电感L2和电容C3，所述电感L2的一端连接开关，另一端连接输出电压Vout的正输出端；所述电容C3 一端连接输出电压Vout的正输出端，另一端连接输出电压Vout的负输出端。
[0053]本发明高频开关Ql闭合时，滤除交流成分的输入电压Vin’的直流电流经输出滤波器的电感L2输出，而滤除交流成分的输入电压Vin’经过电容C3进一步滤除交流成分。当高频开关Ql处于高频开关状态中的断开状态时，所述电感L2储存的能量通过单向导通器件Dl组成的回路提供给外部负载，从而令高频开关Ql断开时，仍然能够在短时间保证电源装置的实际工作电流保持在设定工作电流。
[0054]所述实际工作电流保持在设定工作电流的时间根据并联系统的要求进行设定，所述电感L2根据所述时间以及设定电流的大小进行取值。
[0055]由上述可知，本发明系统中的电源装置为非稳压电源，无需均流控制电路。由于输入滤波器和输出滤波器的双重滤波，本发明电源装置具有电磁滤波、缓启动、短路保护等功能。参看图2，本发明同现有技术相比较，Ia为设定电流，本发明工作电流小于设定工作电流时，输出电压等于输入电压，工作电流大于等于设定工作电流时，由于高频开关Ql处于高频开关状态，高频开关断开，输出滤波器的电阻L2为外部负载提供能量，维持某一固定电压，即图2中加粗黑线部分的某一电压值。
[0056]进一步地，本发明系统中所述的单向导通器件Dl具体可为二极管，其正极连接电压Vin的负输入端，负极连接在所述输出滤波器的输入端。当然，实际应用中也不排除其它单向导通器件或电路。
[0057]进一步地，本发明系统中的电源装置还可包括一连接在输出滤波器的输出端的单向导通器件D2，用于防止电流倒灌到所述直流电源装置。其中，该单向导通器件D2具体为二极管，其正极连接输出滤波器的输出端，负极连接输出电压Vout的正输出端。
[0058]进一步的，本发明系统中的电源装置还包括电源管理总线PMbus，支持并联系统通过串行总线I2C接口对电源装置的状态进行监控，可以实现和上位系统的实时信息交互，查询电源装置当前的内部电压、电流、温度、湿度等信息。
[0059]进一步的，本发明电源装置还可以在输入电压Vin的正输入端接入一个保险丝FUSE以进一步保护电源装置。
[0060]其中，上述图1仅示意出了系统中的一个电源装置的电路示意图，系统中的其它电源装置可具有相同的结构，或者也可有部分其它电路结构，在此不做特别限制。
[0061]参看图3，本发明还提供一种直流电源并联系统的供电方法，所述方法应用于并联连接的至少两个直流电源装置的直流电源并联系统中，所述直流电源装置上设置有限流模块。所述方法包括:
[0062]301、当直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流。
[0063]302、其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。
[0064]下面以一个具体实例来进一步说明本发明并联系统的实现。
[0065]首先，对实现电源并联系统的情况进行说明。其中，不同的直流电源装置之间实现并联冗余的方案通常包括以下情况。
[0066]实现并联系统中的各直流电源装置的供电情况:
[0067]I)各个电源装置的输入同源，并且输入接线压降一致，因此输出电压一致。2)各个电源装置的输入不同源，但通过调节输入给定或输入接线压降保证电源装置的输出电压一致。3)各个电源装置的输入同源，但输入接线压降差异较大，导致输出电压差异较大。4)各个电源装置的输入不同源，输入给定不同或输入接线压降差异较大，导致电源输出电压差异很大。
[0068]其中，这里所述的输入同源和输入不同源，具体是指从同一电源提供装置(如电池)供电时，若施加在各电源装置上的输入电压均相同，则说明是输入同源；而实际应用中，由于各个电源装置所在位置，或者与电源提供装置之间的电连接线之间的电能消耗等原因，通常会造成即便从同一电源提供装置供电，但施加在各电源装置上的各输入电压却并不相同，此时则说明是输入不同源。当然，这里的输入同源和输入不同源，也可以是指电源提供装置不同。
[0069]同时，在并联系统供电时，输出负载会存在以下状态:
[0070]I)输出负载小于或者等于一台电源装置的额定输出功率。2)输出负载大于一台电源装置的额定输出功率，小于或者等于并联冗余系统中的并联电源装置的额定输出功率总和。
[0071]上述I)和2)两种情况下，由于各个电源装置的输出电压是一致的，当输出负载状态处于情况I)和2)的时候，均可实现输出负载的平均分担。但是，该实现方案需要采用现有技术所采用的方案一，需要确保各电源装置的高度一致性，存在实现困难的问题。
[0072]上述3)和4)两种情况下，由于各个电源装置的输出电压差异较大，当输出负载情况为情况I)时，各电源装置均不会超出其额定功率，因此可满足负载供电需要；但是，当输出负载情况为情况2)时,就可能出现输出电压大的电源装置分担的输出负载超出其额定输出功率，造成电源装置故障，不但各电源之间无法分担负载，还会导致整个系统电源无法使用。
[0073]因此，本发明系统就是为了克服上述3)和4)两种情况下，在各电源输出压差差异较大时，如何确保系统工作的稳定性和可靠性。下面以一个采用-48V输入的冗余并联系统为例，电源装置的情况为上述4)各个电源装置的输入不同源，输入给定或输入接线压降差异较大，因此电源输出电压差异很大的情况。
[0074]参见图4，示意出了 4个电源装置组成的并联系统，其中，为了便于说明，我们假定在各个电源装置中所有的线路压降或输入给定的不同都归一到等效电阻的不同，并且设定等效电阻的大小依次为R4>R3>R2>R1。假定各个电源装置中提供的电源PSU1、PSU2、PSU3、PSU4的输出电压相同，但由于等效电阻R4>R3>R2>R1，因此电源装置一的输出电压最高，电源装置二的输出电压高于电源装置三高于电源装置四。其中，图4所示的电源并联系统中的各电源装置可为采用上述图1所示的电源装置，即具有限流模块的装置。下面对该系统的工作过程进行说明。
[0075]如果输出负载小于或者等于一台电源装置的额定输出功率，此时由于电源装置一的输出电压最高，其余电源装置的输出电压均小于电源装置一的输出电压，电源装置一分担最多的输出负载。此时，各电源装置的工作电流均不会超出其额定工作电流，根据四个电源装置的输出电压的大小分担输出负载，如果四个电源装置的等效电阻差异越小，则其输出电压差异越小，分担的输出负载也越平均。这种情况下，四个电源装置均工作在直通状态，高频开关Ql为闭合状态，输入电压仅经过输入滤波器和输出滤波器以及倒灌二极管D2输出电压，输入电压等于输出电压。
[0076]如果输出负载大于一台电源装置的额定输出功率，小于或者等于两台电源装置的额定输出功率。本实施例设定为2+2冗余并联系统，即2台电源装置作为主电源，2台电源装置作为备用电源。由于电源装置一的输出电压大于电源装置二、电源装置三和电源装置四。此时，若电源装置中不设定限流模块，电源装置一会企图分担全部输出负载，而这时电源装置一的工作电流会大于设定工作电流，电源装置一分担的输出负载超过其额定输出负载，电源装置一就会故障。因此，本实施例中电源装置一中由于设定了限流模块，其就会在限流模块作用下工作在限流状态，此时输出电压低于输入电压，呈:Vout=D*Vin的关系。由于输出电压会降低，则电源装置一的工作电流会减小，直到工作电流等于设定工作电流，电源装置一输出稳定的输出电压，电源装置一分担的输出负载等于其额定输出功率；此时，电源装置二就会分担电源装置一分担的额定输出功率以外的输出负载。如果电源装置二的输出电压和电源装置一限流状态中下降的输出电压接近，则电源装置一和电源装置二会比较平均的分担输出负载。由于电源装置二的输出电压大于电源装置三和电源装置四，电源装置二会企图分担电源装置一分担其额定输出功率后的全部剩余输出负载。而由于输出负载小于或者等于两台电源装置的额定输出功率，电源装置一按照其额定输出功率分担输出负载后剩余的输出负载一定小于电源装置二的额定输出功率。因此，电源装置二可以分担掉剩余的输出负载，电源装置三和电源装置四并不进行输出负载分担，电源装置三和电源装置四为备用电源，仅在电源装置一和电源装置二发生故障的时候才进行输出负载分担。
[0077]如果输出负载大于两台电源装置的额定输出功率，小于或者等于三台电源装置的额定输出功率。本实施例设定为3+1冗余并联系统，即3台电源装置作为主电源，I台电源装置作为备用电源。由于电源装置一的输出电压大于电源装置二、电源装置三和电源装置四。此时，若电源装置中不设置限流模块，那么电源装置一就会企图分担全部输出负载，而这时电源装置一的工作电流会大于设定工作电流，电源装置一分担的输出负载超过其额定输出负载。因此，由于本实施例中电源装置设置了限流模块，那么各电源装置的工作电流若大于设定的工作电流，这里为额定工作电流，就会进入限流装置，具体地，本实施例中电源装置一就会工作在限流状态，此时输出电压低于输入电压，呈:Vout=D*Vin的关系。由于输出电压会降低，则电源装置一的工作电流会减小，直到工作电流等于设定电流，电源装置一输出稳定的输出电压，电源装置一分担的输出负载等于其额定输出功率。电源装置二分担电源装置一分担的额定输出功率以外的输出负载。由于电源装置二的输出电压大于电源装置三和电源装置四，电源装置二会企图分担电源装置一分担其额定输出功率后的全部剩余输出负载。而由于输出负载大于两台电源装置的额定输出功率，电源装置一按照其额定输出功率分担输出负载后剩余的输出负载仍大于电源装置二的额定输出功率。因此，电源装置二也和电源装置一同样的工作在限流状态，负担其额定输出功率。同样，由于电源装置三的输出电压高于电源装置四，电源装置三会企图分担电源装置一和电源装置二分担其额定输出功率后的全部剩余输出负载。而由于输出负载小于等于三台电源装置的额定输出功率，则电源装置三可以分担掉剩余的输出负载，电源装置四并不进行输出负载分担，电源装置四为备用电源，仅在电源装置一、电源装置二和电源装置三发生故障的时候才进行输出负载分担。如果此时电源装置一和电源装置二限流状态分担其额定输出功率时的输出电压接近，两者分担输出负载较为平均，电源装置三分担剩余输出负载；如果电源装置二限流状态分担额定输出功率时的输出电压和电源装置三的输出电压接近，则电源装置一分担其额定输出功率，电源装置二和电源装置三分担的输出负载较为平均；如果电源装置一和电源装置二限流状态分担其额定输出功率时的输出电压和电源装置三的输出电压接近，则电源装置一、电源装置二和电源装置三分担的输出负载较为平均，但都小于各自的额定输出负载。
[0078]如果电源装置的情况为3)各个电源装置的输入同源，但输入接线压降差异较大，输出电压差异较大，其具体实现也和上述实现相同。
[0079]如果电源装置的情况为I)各个电源装置的输入同源，并且输入接线压降一致，因此输出电压一致。2)各个电源装置的输入不同源，但通过调节输入给定或输入接线压降保证电源装置的输出电压一致。则表明等效电阻R1=R2=R3=R4，也就是说电源装置一、电源装置二、电源装置三和电源装置四的输出电压相同。
[0080]如果输出负载大于一台电源装置的额定输出功率，小于或者等于两台电源装置的额定输出功率。本实施例设定为2+2冗余并联系统，即2台电源装置作为主电源，2台电源装置作为备用电源。由于电源装置一、电源装置二、电源装置三和电源装置四的输出电压相同，任何电源装置都不会发生企图分担全部输出负载的情况，电源装置一、电源装置二、电源装置三和电源装置四平均分担输出负载。
[0081]如果输出负载大于两台电源装置的额定输出功率，小于或者等于三台电源装置的额定输出功率。本实施例设定为3+1冗余并联系统，即3台电源装置作为主电源，I台电源装置作为备用电源。由于电源装置一、电源装置二、电源装置三和电源装置四的输出电压相同，任何电源装置都不会发生企图分担全部输出负载的情况，电源装置一、电源装置二、电源装置三和电源装置四平均分担输出负载。
[0082]本发明对输入电压不敏感，不限于-48V输入系统。同时在大容性负载条件下，由于限流控制，输出功率是缓慢增大的，保证了内部器件不超额定限制，提高了可靠性。
[0083]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种直流电源并联系统，其特征在于，包括并联连接的至少两个直流电源装置； 各直流电源装置均为具有限流模块的电源装置，使得直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过限流模块将工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负载。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述限流模块包括控制器和开关； 所述控制器，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流对开关进行控制，在直流电源装置的工作电流大于设定工作电流时，控制开关处于开关状态，在工作电流小于或者等于设定工作电流时，控制开关处于闭合状态； 所述开关，用于在所述控制器的控制下，控制所述直流电源装置与输出负载之间的导通或断开。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器包括比较电路和脉冲宽度调制电路PWM，其中: 所述比较电路，用于根据直流电源装置的工作电流与设定工作电流进行比较，并输出控制信号给所述脉冲宽度调制电路PWM ； 所述脉冲宽度调制电路PWM，用于在所述比较电路输出的工作电流大于或者等于设定工作电流的控制信号作用 下，控制所述开关处于开关状态，在比较电路输出工作电流小于设定工作电流的控制信号作用下，控制所述开关处于闭合状态。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述直流电源装置包括输入滤波器和输出滤波器，所述开关连接在所述输入滤波器和输出滤波器之间； 所述输入滤波器，用于滤除输入电压Vin中的交流成分并将滤除交流成分的输入电压Vin’发送给所述开关； 所述输出滤波器，用于对经过所述开关输入的输入电压Vin’，进一步滤除其中的交流成分产生输出电压Vout。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括连接在开关和所述输出滤波器的输入端与输出电压Vout的负输出端之间的单向导通器件D1，以使得所述输出滤波器在开关闭合时进行充电，在所述开关断开时与所述单向导通器件Dl组成回路为外部负载供电。
6.根据权利要求2或5所述的系统，其特征在于，所述输入滤波器为π型滤波电路，所述η型滤波电路包括电感LI和电容C1、C2，所述电感LI的一端连接输入电压Vin的正输入端，另一端连接所述开关；所述电容Cl的一端连接所述电感LI的一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端；所述电容C2的一端连接所述电感LI的另一端，另一端连接所述输入电压Vin的负输入端； 所述输出滤波器为L型滤波电路，包括电感L2和电容C3，所述电感L2的一端连接开关，另一端连接输出电压Vout的正输出端；所述电容C3 —端连接输出电压Vout的正输出端，另一端连接输出电压Vout的负输出端。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单向导通器件Dl为二极管，其正极连接电压Vin的负输入端，负极连接在所述输出滤波器的输入端。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括一连接在输出滤波器的输出端的单向导通器件D2，用于防止电流倒灌到所述直流电源装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述单向导通器件D2为二极管，其正极连接输出滤波器的输出端，负极连接输出电压Vout的正输出端。
10.一种直流电源并联系统的供电方法，其特征在于，所述方法应用于并联连接的至少两个直流电源装置的直流电源并联系统中，所述直流电源装置上设置有限流模块，所述方法包括: 当直流电源装置的工作电流大于该直流电源装置的设定工作电流时，所述直流电源装置通过其限流模块将其工作电流调节至设定工作电流，以使得其它直流电源装置分担所述直流电源并联系统的输出负`载。
【文档编号】H02J1/02GK103532129SQ201310470525
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】冯雷, 赵克志, 杨平, 丁建明 申请人:杭州华三通信技术有限公司