专利名称：一种热插拔多路开关电源模块并联供电均衡电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热插拔电源装置，采用多路电压输出开关电源模块并联供电的方式实现热插拔电源的负载均衡。
在计算机用的多重冗余电源设计中，由于单电源模块的输出有多路电压，在多模块并联供电设计中，通常的做法是在电源的输出级串入低值电阻进行电流取样，这样不可避免的带来系统发热功率增大，供电电流受到一定的限制，且增加了制造成本。
这种利用计算机开关电源的特点，从电源内部取样，并反馈调节电源内部输出电压取样点的设计，简化了控制电路，降低了硬件成本，采用自动均流设计为电源模块的热插拔和冗余设计提供了可靠的技术条件。技术方案本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是模块电源通过内部的互感器进行功率取样，均衡控制电路设置于背板；并联电源模块通过连接器统一和电源控制背板连接。
负载均衡设计采用的是最大电流自动均衡方法，在N(N取大于2的整数，下同)个并联的模块中，输出电流最大的模块，将自动成为主模块，而其余的模块则成为从模块，他们的电压误差依次被整定，以校正负载电流分配的不平衡。由于在N个并联的模块中，事先没有人为设定的主模块，而是按电流大小排序，电流大的模块自动成为主模块。
本实用新型的有益效果是，减少了电源系统的维护时间，消除了电源系统运行维护过程的不安全隐患，更换简便，节省了电源系统的维护费用。负载均衡设计提高了电源设备的稳定性和可靠性。
本实用新型装置主要由背板控制电路实现，依附图作详细说明图1为均流控制电路原理框图图2为均流控制电路具体实施方式
如图1中所示，Vi为电流放大器的输出信号，和模块的负载电流成比例，VB为母线电压，均流控制放大器通过对Vi与VB进行分析产生一电压信号调节Q1的通过电流，进而调节电源模块的取样点电压，来改变开关电源的脉宽。
如图2中所示，POWER_SENSE来自模块电源的互感器信号，该信号从电源模块的互感器取得；IC1为均流控制芯片UC3907；VADJ连接模块电源内部输出电压取样点；电容CA用于调节均流响应时间。
一、UC3907的内部电路均流控制器UC3907有电压环和电流环两个部分，由于简化了控制过程，利用其中电压环的地放大器和电流环即可达到均流目的。因此外围电路精简，效果好。1)地放大器地放大器是一个具有-0。25V偏置的单位增益放大器。在保持服极性输入端高阻抗是，该偏置释放大气有足够的负电压来提供所有的控制偏置和工作电流。2)电流放大器和缓冲放大器电流放大器对负载的采样信号进行放大，经缓冲放大器后驱动均流总线，该输出的电流大小代表了模块电源的负载情况。通过缓冲放大器的作用保证了最大电流的模块成为主模块。3)调整放大器(均流控制放大器)调整放大器将模块的自身电流和最大模块电流(均流总线电流)相比较，以调整模块电压放大器的参考电压来调整放大器的输出(14脚)调整放大器的反相输入端有一个负50mv的偏置，它使模块作为主模块时产生低的输出，不产生调整动作。这50mv的偏置代表了均流误差，电流放大器将其减小到2.5mv。这使所有的从模块均流，而主模块输出稍高于从模块。同时这个偏置郁制了循环和低频噪声干扰主模块的工作。二、外部电路功率采样信号POWER_SENSE从电源模块的互感线圈取得，输出后经放大，比较，输出一控制信号(来自UC3907的14脚)调节模块电源的采样，使各模块的输出功率均衡。
图2的NPN型三极管Q2和电阻R1构成的等效为一个可变电阻，阻值的大小由控制电路的输出电压(及IC1的管脚14)控制，从而改变取样电路的取样电压，当其中电源模块输出的电流最大时，三极管截止。
图中的SH BUS指均流母线。
每增加一个电源模块的扩展能力，只需增加一组同图2所示的电路，并把SH BUS联接。
为便于说明，列出模块电源内部电路图如图3所示。图中所示的来自uc3907的控制信号与图2中的VADJ相连。
其余电源参照此模块均流，调节电源内部取样电压，改变脉宽调制器的输出占空比，整定输出电流。
权利要求1.一种热插拔多路输出开关电源并联供电负载均衡电源装置，用于计算机开关电源模块并联供电均流调整，其特征是在电源内部集成采样互感器，采样变压器原级电流；均衡控制电路设置在背板上；并联电源模块通过连接器统一和电源控制背板连接。
2.根据权利要求1所述的热插拔多路输出开关电源并联供电负载均衡电源装置，其特征在于，均流反馈电路在开关电源模块的电压输出采样点和地之间串入电阻R和三极管Q组成的调整电路，调整反馈电压。
专利摘要一种热插拔多路电压输出开关电源模块并联供电负载均衡电源装置，用于向服务器等用电设备提供所需的不同电压输出。电源模块内部集成采样互感器；并联电源模块通过连接器统一和电源控制背板连接。通过互感器从电源模块的变压器原级端进行功率采样，背板控制电路通过对采样信号进行比较和处理，产生均流控制信号直接调整各个并联模块的输出电压，达到均衡各个并联模块输出功率；开关电源模块上对外接口均通过带电插拔连接器连接，实现了开关电源模块的带电插拔，减少了电源系统的维护时间，消除了电源系统运行维护过程的不安全隐患，更换简便，节省了电源系统的维护费用。
文档编号H02J1/14GK2601477SQ0228279
公开日2004年1月28日 申请日期2002年11月5日 优先权日2002年11月5日
发明者林路明, 王立维, 聂华 申请人:北京曙光天演信息技术有限公司