一种并联开关电源均流控制电路的制作方法

[0001]
本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种并联开关电源均流控制电路。


背景技术：

[0002]
大功率电源系统需要用单台大功率电源来提供或者多台开关电源并联来提供，但是单台的大功率电源在设计和制造中存在很大的困难，成本也不合算，可靠性和稳定性也难以保障。多台开关电源的并联系统能够很好的克服这些缺点，并具备单台电源所不具备的优点。并联的开关变换器模块间需要采用均流措施，它是实现大功率电源系统的关键，用以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配，防止一台或多台模块运行在电流极限值状态。因为并联运行的各个模块特性并不一致，外特性好的模块可能承受更多的电流，甚至过载，从而使某些外特性较差的模块运行于轻载，甚至基本上是空载运行。因此均流技术必然是并联系统的关键技术，有重要的研究价值。
[0003]
最大电流均流是一种自动设定主模块和从模块的方法，即在押个并联的模块中输出电流最大的模块，将自动成为主模块，而其余的模块则为从模块，它们的电压误差依次被整定以校正负载电流分配的不均衡。常用的根据最大电流均流的控制器有uc3907、uc3902等，控制效果较好，但由于价格偏贵，没有得到普及使用。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本实用新型提出了一种成本低、适于推广使用的并联开关电源均流控制电路。
[0005]
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种并联开关电源均流控制电路，包括均流母线l1以及并联开关电源中每个开关电源模块对应的均流支路，每个开关电源模块对应的均流支路均包括采样电阻、减法器、第一二极管及差分放大器；
[0006]
采样电阻串联接入对应开关电源模块的直流输出母线中，采样电阻靠近开关电源模块的一端连接减法器的同相输入端，采样电阻的另一端连接减法器的反相输入端；
[0007]
减法器的输出端依次经第一二极管的正极、第一二极管的负极连接均流母线l1，均流母线l1还连接差分放大器的同相输入端，减法器的输出端还连接差分放大器的反相输入端，差分放大器的输出端连接开关电源模块中开关电源芯片的基准端，开关电源芯片输出基准电压调节开关电源模块的输出电流。
[0008]
可选的，采样电阻为精密电阻。
[0009]
可选的，每个开关电源模块对应的均流支路还包括第一电容，第一电容接在减法器的同相输入端与反相输入端之间。
[0010]
可选的，每个开关电源模块对应的均流支路还包括电压跟随器，电压跟随器串联接入减法器的输出端与第一二极管之间，减法器的输出端与电压跟随器的公共端连接差分放大器的反相输入端。
[0011]
可选的，每个开关电源模块对应的均流支路还包括第二电容，差分放大器的输出
端还经第二电容连接其反相输入端。
[0012]
可选的，每个开关电源模块对应的均流支路还包括第二二极管，第二二极管接入差分放大器的输出端与开关电源芯片的基准端之间，差分放大器的输出端依次经第二二极管的正极、第二二极管的负极连接开关电源芯片的基准端。
[0013]
可选的，差分放大器为op07芯片构成的差分放大电路。
[0014]
本实用新型的并联开关电源均流控制电路相对于现有技术具有以下有益效果：
[0015]
(1)本实用新型的并联开关电源均流控制电路将每个开关电源模块输出的电流与均流母线l1上的最大电流进行差分运算，以获得每个开关电源模块输出电流均流母线l1上最大电流的误差，输送至开关地电源芯片的基准端，开关地电源芯片根据误差调整开关电源模块的输出电流，以使每个开关电源模块的输出电流与均流母线l1上的最大电流保持相近或相同，这样便实现了并联开关电源的均流控制，电路结构简单、成本低，适合推广使用。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1为本实用新型的并联开关电源均流控制电路的电路图。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]
如图1所示，本实施例的并联开关电源均流控制电路包括开关电源芯片、均流母线l1以及并联开关电源中每个开关电源模块对应的均流支路，每个开关电源模块对应的均流支路均包括采样电阻、减法器、第一电容、电压跟随器、第一二极管、差分放大器、第二电容及第二二极管。采样电阻串联接入对应开关电源模块的直流输出母线中，采样电阻靠近开关电源模块的一端连接减法器的同相输入端，采样电阻的另一端连接减法器的反相输入端，第一电容接在减法器的同相输入端与反相输入端之间。减法器的输出端依次经电压跟随器、第一二极管的正极、第一二极管的负极连接均流母线l1，均流母线l1还连接差分放大器的同相输入端，减法器的输出端还连接差分放大器的反相输入端，差分放大器的输出端还经第二电容连接其反相输入端，差分放大器的输出端连接开关电源模块中开关电源芯片的基准端，开关电源芯片输出基准电压调节开关电源模块的输出电流。
[0020]
其中，优选采样电阻为精密电阻，采样精度高、高可靠性高且温漂小，有利于提高均流控制的精度。差分放大器为仪表用op07芯片构成的差分放大电路，每个差分放大器的放大倍数一致。op07芯片是一种低噪声、非斩波稳零的双极性(双电源供电)运算放大器集成电路，由于op07具有非常低的输入失调电压(对于op07a最大为25μv)，所以op07在很多应用场合不需要额外的调零措施。op07同时具有输入偏置电流低(op07a为
±
2na)和开环增益
高(对于op07a为300v/mv)的特点。
[0021]
本实施例中，图1展示了3路并联开关电源模块的均流支路，r0为负载。第一路中的采样电阻为电阻r1，减法器为u1，第一电容为c1，电压跟随器为u2，第一二极管为d1，差分放大器为u3，第二电容为c2，第二二极管为d2。第二路中的采样电阻为电阻r2，减法器为u4，第一电容为c3，电压跟随器为u5，第一二极管为d3，差分放大器为u6，第二电容为c4，第二二极管为d4。第三路中的采样电阻为电阻r3，减法器为u7，第一电容为c5，电压跟随器为u8，第一二极管为d5，差分放大器为u9，第二电容为c6，第二二极管为d6。
[0022]
本实施例中，减法器用于将采样电阻两端的电压进行相减以获得采样电阻两端的电压值，每个开关电源模块直流输出母线上的采样电阻上的电压值代表每个开关电源模块输出的电流大小，然后经电压跟随器、第一二极管加载到均流母线l1上，从而均流母线l1上的电流值始终是所有并联开关电源模块的最大输出电流，电压跟随器用于进行阻抗匹配，提高带后级负载的能力，第一二极管用于避免均流母线l1上的最大电流反向流动。差分放大器用于将每个开关电源模块输出的电流与均流母线l1上的最大电流进行差分运算，以获得每个开关电源模块输出电流均流母线l1上最大电流的误差，经第二二极管输送至开关地电源芯片的基准端，开关地电源芯片根据误差调整开关电源模块的输出电流，以使每个开关电源模块的输出电流与均流母线l1上的最大电流保持相近或相同，这样便实现了并联开关电源的均流控制，电路结构简单、成本低，适合推广使用。其中，差分放大器起到pi调节器的作用，调节基准电压使开关电源模块输出电流向最大输出电流值靠拢，第一电容用于过滤开关电源模块直流输出中的交流成分，第二电容作为差分放大器反馈支路上并联的一个超前相位补偿电容，可防止电路产生振荡并抑制信号总谐波量，第二二极管用于防止差分放大器与开关电源芯片之间电流的反向流动。
[0023]
本实施例可以开关电源芯片为uc3879芯片为例，uc3879芯片的核心是一项控制信号发生电路，能发出死区可调的移相控制信号，该芯片还具有带隙基准源和误差放大器，可以接成电压控制和电流控制的形式，再加上过流保护和软启动，构成一个完整的开关电源模块的控制核心。uc3879是相移式pwm控制ic，与传统的uc3875/6/7/8相比，该ic具有控制、译码、保护和驱动等功能，通过相移控制全桥变换器，该ic大大地简化了设计步聚，缩小了印刷电路板的体积，并节省了调试时间。uc3879芯片的ea+引脚一般接基准电压，ea-引脚一般接反馈电压。当多个uc3879一起使用时，同步时钟信号可由其中的一个产生，也可由外部的时钟信号提供，但此时所有uc3879的clksync脚要连在一起，并且每个uc3879的clksync脚到地之间应接一个电阻，以保证时钟脉冲边沿的齐整。误差放大器增益带宽为10mhz。误差放大器的正输入内接2.5v的基准。放大器的反相输入和输出也可用于反馈和补偿。误差放大器的输出用于控制高速pwm电路。软启动由接在ss脚和地之间的电容完成。软启动时，误差放大器的启动输出被箝位uc3879和uc3875输出推挽式驱动器结构相同。它们都有自身的电源通路并且在欠压锁定期间保持低电平，但是二者的输出电流额定值不尽相同。uc3875系列最大峰值电流是2a，可直接驱动常用的功率开关管和功率开关管门极驱动变压器。考虑到独立的驱动器芯片可消除多余的功耗和来自取样模拟控制部分的噪声，uc3879要和外部大电流门极驱动电路配合才能驱动功率管，其峰值电流达100ma，输出速度快，尤其适用于驱动ttl或mosfet的输入级。
[0024]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在
本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。