开关电源并联均流系统的制作方法

本实用新型涉及电源领域，特别是涉及一种开关电源并联均流系统。

背景技术：

消费者对于电气设备的外观轻薄的要求越来越高，对于厚度有要求的电子产品，其内部电源板的厚度往往是影响其整机厚度的关键因素。降低电源板的厚度对于降低某些电子产品的整机厚度起到了决定性作用。

通常的开关电源板功率达到40W以上后，使用市面上常规的电子器件进行设计，受电源板上的开关变压器、变压器原边输入电容等关键器件影响，电源板单板的厚度难以做薄。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有开关电源的电源板厚度随功率增大而变厚的问题，提供一种在输出同等功率的情况下电源板厚度降低的开关电源并联均流系统。

一种开关电源并联均流系统，包括均流电路和并联连接的开关电源模块，开关电源模块包括第一开关电源模块和第二开关电源模块，第一开关电源模块的输入端和第二开关电源模块的输入端与外部电源输入连接，第一开关电源模块的输出端和第二开关电源模块的输出端与外部负载连接，均流电路的第一输入端与第一开关电源模块的输出端连接，均流电路的第一输出端与第一开关电源模块的控制端连接，均流电路的第二输入端与第二开关电源模块的输出端连接，均流电路的第二输出端与第二开关电源模块的控制端连接。

上述开关电源并联均流系统，包括均流电路和并联连接的开关电源模块，通过开关电源模块与均流电路之间的连接关系，对开关电源模块进行并联均流，这样可以使得开关电源并联均流系统的输出功率比单独通过其中一个开关电源模块的输出功率更大，而开关电源并联均流系统中电源板的厚度却比输出同样功率时单独采用该输出功率大小的开关电源模块的电源板厚度薄，满足了输出同等功率情况下对电源板厚度变薄的需求。

附图说明

图1为一实施例中开关电源并联均流系统的结构示意图；

图2为一实施例中开关电源并联均流系统的结构示意图；

图3为一实施例中开关电源并联均流系统的电路结构图；

图4为常规的开关电源的电源板厚度结构示意图；

图5为一应用实施例中开关电源并联均流系统的电源板厚度结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种开关电源并联均流系统，包括均流电路100和并联连接的开关电源模块，开关电源模块包括第一开关电源模块210和第二开关电源模块220，第一开关电源模块210的输入端和第二开关电源模块220的输入端与外部电源输入300连接，第一开关电源模块210的输出端和第二开关电源模块220的输出端与外部负载400连接，均流电路100的第一输入端与第一开关电源模块210的输出端连接，均流电路100的第一输出端与第一开关电源模块210的控制端连接，均流电路100的第二输入端与第二开关电源模块220的输出端连接，均流电路100的第二输出端与第二开关电源模块220的控制端连接。

上述开关电源并联均流系统，包括均流电路和并联连接的开关电源模块，通过开关电源模块与均流电路之间的连接关系，对开关电源模块进行并联均流，这样可以使得开关电源并联均流系统的输出功率比单独通过其中一个开关电源模块的输出功率更大，而开关电源并联均流系统中电源板的厚度却比输出同样功率时单独采用该输出功率大小的开关电源模块的电源板厚度薄，满足了输出同等功率情况下对电源板厚度变薄的需求。

在一个实施例中，如图2所示，开关电源并联均流系统中的均流电路100包括第一采样电阻110、第二采样电阻120、第一放大器模块130、第二放大器模块140和控制芯片150，第一开关电源模块210与第一采样电阻110串联，第二开关电源模块220与第二采样电阻120串联，串联连接的第一开关电源模块210和第一采样电阻110与串联连接的第二开关电源模块220和第二采样电阻120并联；

第一放大器模块130的反相输入端41与第一采样电阻110的第一端61连接，第一放大器模块130的同相输入端42与第一采样电阻110的第二端62连接，第一放大器模块130的输出端43与控制芯片150的模数转换第一引脚31连接，控制芯片150的第一输出脉冲引脚33与第一开关电源模块210的控制端连接，第二放大器模块140的反相输入端51与第二采样电阻120的第一端71连接，第二放大器模块140的同相输入端52与第二采样电阻120的第二端72连接，第二放大器模块140的输出端53与控制芯片150的模数转换第二引脚32连接，控制芯片150的第二输出脉冲引脚34与第二开关电源模块220的控制端连接。

上述开关电源并联均流系统，第一开关电源模块和第二开关电源模块并联，通过第一采样电阻、第二采样电阻、第一放大器模块、第二放大器模块和控制芯片与第一开关电源模块、第二开关电源模块之间的电路连接，对第一开关电源模块和第二开关电源模块进行并联均流，这样可以使得开关电源并联均流系统的输出功率比单独通过第一开关电源模块和第二开关电源模块各自的输出功率更大，而开关电源并联均流系统中电源板的厚度却比输出同样功率时单独采用该输出功率大小的开关电源模块的电源板厚度薄，满足了输出同等功率情况下对电源板厚度变薄的需求。

在一个实施例中，开关电源并联均流系统中的第一开关电源模块包括第一开关管模块，第二开关电源模块包括第二开关管模块，第一开关管模块的源极与第二开关管模块的源极连接，第一开关管模块的栅极与所述控制芯片的第一输出脉冲引脚连接，第二开关管模块的栅极与控制芯片的第二输出脉冲引脚连接。

在一个实施例中，开关电源并联均流系统中的第一开关管模块和第二开关管模块均包括场效应管。

场效应管属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，常用的场效应管包括MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor，金属-氧化物-半导体型场效应管)和VMOSFET(V-groove Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect-Transistor，功率场效应管)。

在一个实施例中，开关电源并联均流系统中并联的开关电源模块的数量为两个或两个以上，并联的开关电源模块为同一规格的开关电源模块。以开关电源并联均流系统中并联有三个开关电源模块为例，对应的，开关电源并联均流系统中除了包括第三开关电源模块之外，均流电路中也对应的还包括第三采样电阻、第三放大器模块，第三放大器模块的反相输入端与第三采样电阻的第一端连接，第三放大器模块的同相输入端与第三采样电阻的第二端连接，第三放大器模块的输出端与控制芯片的模数转换第三引脚连接，控制芯片的第三输出脉冲引脚与第三开关电源模块的控制端连接。

在一个实施例中，如图3所示，开关电源并联均流系统中的第一放大器模块包括第一功率放大器U1A、第二功率放大器U2A、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电压基准源TL431，第一功率放大器U1A的反相输入端通过第一电阻R1与第一功率放大器U1A的输出端连接，第一功率放大器U1A的反相输入端通过第二电阻R2与第一采样电阻RS1的第一端连接，第一功率放大器的同相输入端通过第三电阻R3与第一采样电阻RS1的第二端连接，通过第四电阻R4接地，第一功率放大器U1A的输出端与第二功率放大器U2A的同相输入端连接，第二功率放大器U2A的反相输入端与电压基准源TL431连接，第二功率放大器U2A的输出端与控制芯片的模数转换第一引脚ADC1连接。

开关电源并联均流系统中的第二放大器模块包括第三功率放大器U1B、第四功率放大器U2B、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和电压基准源TL431，第三功率放大器U1B的反相输入端通过第六电阻R6与第三功率放大器U1B的输出端连接，第三功率放大器U1B的反相输入端通过第七电阻R7与第二采样电阻RS2的第一端连接，第三功率放大器U1B的同相输入端通过第八电阻R8与第二采样电阻RS2的第二端连接，通过第九电阻R9接地，第三功率放大器U1B的输出端与第四功率放大器U2B的同相输入端连接，第四功率放大器U2B的反相输入端与电压基准源TL431连接，第四功率放大器U2B的输出端与控制芯片的模数转换第二引脚ADC2连接。

具体的，开关电源并联均流系统中的电压基准源TL431芯片是由德州仪器公司生产，有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置，参考电压Vref可以设置为从2.5V到36V范围内的任何值。

具体的，开关电源并联均流系统中的控制芯片的型号为STM8S103。STM8S103系列芯片集成真正的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)数据存储器，可以达到30万次的擦写周期，高度集成了内部时钟震荡器、看门狗和掉电复位功能，CPU(Central Processing Unit，中央处理器)时钟频率16MHz，具有强大的I/O(Input/Output，输入/输出端口)功能，拥有分立时钟源的独立看门狗，16位高级控制定时器，4个捕获/比较通道，可输出多路PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)，以及10位ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)。

常规的开关电源的电源板厚度结构示意图，以一款40W功率的反激式开关电源为例，如图4所示，变压器厚度通常不小于15mm，其PCB板上的初级输入电容，由于使用在220V高压的交流输入回路中，且输出功率高达40W，一般情况下该输入电容的容值至少需要2颗47uF/450V常规电容并联，而47uF/450V电解电容的标准尺寸为：Ф16x35.5，即该电容卧放时高度为16mm。此40W功率的电源板的厚度受变压器限制，其厚度最少将达到16mm，综合输入电容的限制，其厚度将不小于17mm。综上，对于40W以上功率的电源板，若使用常规电子器件，40W功率的电源板的厚度将达到17mm，而对于大于40W的开关电源，由于选用的电子器件规格和尺寸变大，其电源单板厚度尺寸将变得更大。

同样针对40W功率的反激式开关电源，在本实用新型的一个应用实施例中，将功率为10W的开关电源模块P1的电路进行复制，同时制作n个模块化的开关电源，分别为P1、P2、P3、P4.....Pn，将此n个模块化电路做在同一个PCB板上，并对n个模块化的开关电源的输出进行并联均流，使它们能够正常并联工作，此时由n个电源模块并联后的电源系统总输出功率为10*n W。但由于此电源统板上的器件高度最高都不超过开关电源模块P1的厚度，即此电源的总厚度等于P1的厚度。而一款常用的开关电源模块P1，规格为10W，如图5所示，由于其功率较低，可使用8mm厚度的变压器支架，且由于其设计功率只有10W，可使用规格为22uF/450V的输入电容，其标准封装是：Ф10x25，即卧放时电容的厚度为10mm，因此，该电源板厚度不大于11mm。由于使用了4个10W开关电源模块并联成一个40W的电源，通过上述结构，设计40W及以上的开关电源，将使总厚度降低到11mm甚至更小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。