专利名称：主从式电流分配电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主从电流分配电路，特别是涉及一种应用于电源供应器并联系统的主从电流分配电路。
背景技术：
请参阅图1(a)，其为一已知技术中应用于电源供应器并联系统的主从电流分配电路，其中，主从电流分配电路1由电压放大器11、阻抗12、功率转换级单元13、电流检测单元14、等效二极管15、可调式放大器16、以及加法单元17所共同构成。通过主从电流分配电路1与二个并联的电源供应器PS1、PS2电连接，以达成稳定分配电源供应器PS1、PS2的输出电压与输出电流的目的。
在电源供应器PS1、PS2所构成的并联系统中，当电源供应器PS1正常输出，而电源供应器PS2以热插入(hot-plugging)的方式加入并联系统时，会造成电源供应器PS1的输出电压的波形产生一信号过激(overshoot)的突波现象，如图1(b)所示。然而，由于可调式放大器16的可调式输出电压ΔV会经由主从电流分配电路1而加至其输出电压Vo，形成Vo+ΔV，而这个突波也会忠实地反映在并联系统的输出电压上，造成电源供应质量的不稳定。
为了克服这个问题，已知技术中出现了二种解决方法如下(1)降低可调式放大器16的可调式输出极值ΔVmax，如此便可以将降低反映在并联系统的输出电压Vo+ΔVmax上的突波成份。然而，若是将可调式输出极值ΔVmax调降至低于电源供应器PS1、PS2的输出电压差的程度，则会造成二电源供应器无法构成并联系统，主从电流分配电路1无法运作的情形。因此，利用此法可以调降的可调式输出极值ΔVmax是极为有限的。
(2)在主从电流分配电路1中加入一软启动电路(soft-start circuit)，以降低反映在并联系统的突波成份。然而此法仍有缺点，请参阅图1(c)，其为已知技术中利用软启动电路降低主从电流分配电路的突波成份的波形图，由于其所采用的软启动电路的运作起点是从图中的a点、意即不是从0开始、且软启动同步于并联系统的输出电压Vo，因此会使得软启动功能不够完全而仍有少许的突波产生，其大小则取决于PS2的输出电压的上升时间(rising time)，上升时间越快则突波成份越大。
发明内容
鉴于上述已知技术中的缺陷，提出了本发明的主从式电流分配电路。
本发明的主要构想为提出一种主从电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元，其一输入端连接于该功率转换级单元之该输出端与该负载；一等效二极管，其一输入端连接于该电流检测单元的一输出端，其一输出端连接于该电源供应器并联系统；一可调式放大器，其一反向输入端连接于该电流检测单元的该输出端与该等效二极管的该输入端，其一非反向输入端连接于该等效二极管的该输出端与该电源供应器并联系统；一加法单元，连接于该电压放大器的一非反向输入端与该可调式放大器的一输出端；一软启动电路，连接于该电压放大器与该可调式放大器；其中，通过将该主从电流分配电路输出至该负载的一输出电压反馈至该软启动电路，启动该软启动电路并同步于该输出电压的一比例值，以降低该第二电源供应器在该第一电源供应器之后工作时，在该输出电压所产生的一突波电压值。
根据上述构想，其中该电压放大器还具有一负反馈电路。
根据上述构想，其中该负反馈电路由一阻抗所构成。
根据上述构想，其中该比例值为90％～95％。
根据上述构想，其中该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间还具有一能隙(gap)电压调变单元，用以调变该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间所具有的一能隙电压。
根据上述构想，其中该能隙电压调变单元在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，并在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一不稳定现象。
根据上述构想，其中该电流检测单元的该输出端还连接于一有源电压调降(Active Droop)单元。
根据上述构想，其中该有源电压调降单元用以在该负载小于该默认值时，调降该主从电流分配电路所具有的一操作电压参考值，以降低该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一误差。
根据上述构想，其中该操作电压参考值为该输出电压的1％～5％。
本发明通过下列附图及详细说明，得以更详细的了解。
图1(a)是已知技术中应用于电源供应器并联系统的主从电流分配电路；图1(b)是图1(a)的突波现象波形图；图1(c)是另一已知技术的软启动波形图；图2(a)是本发明一较佳实施例的主从电流分配电路方框图；图2(b)是图2(a)的软启动波形图；图3(a)是本发明另一较佳实施例的主从电流分配电路方框图(兼具有能隙电压调变单元及有源电压调降单元)；图3(b)是图3(a)的能隙电压调变单元调变波形图；图3(c)是图3(a)的并联误差降低前的波形图(不具有能隙电压调变单元)；图3(d)是图3(a)的并联误差降低后的波形图(仅具有能隙电压调变单元)；图3(e)是图3(a)的有源电压调降单元调变波形图；图3(f)是图3(a)的并联误差降低后的波形图(兼具有能隙电压调变单元及有源电压调降单元)；以及图4是本发明又一较佳实施例的主从电流分配电路的实际电路图。
本发明附图中所包含的各元件标号说明如下1、2、3、4主从电流分配电路11、21、31电压放大器12、22、32阻抗13、23、33功率转换级单元14、24、34电流检测单元2415、25、35等效二极管
16、26、36可调式放大器17、27、37加法单元28、38、42软启动电路391、41能隙电压调变单元392、43有源电压调降单元PS1第一电源供应器PS2第二电源供应器具体实施方式
请参阅图2(a)，其为本发明一较佳实施例的主从电流分配电路方框图，其中，主从电流分配电路2应用于第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联所构成的电源供应器并联系统中。主从电流分配电路2由电压放大器21、阻抗22、功率转换级单元23、电流检测单元24、二极管25、可调式放大器26、加法单元27、以及软启动电路28所构成。
其中，功率转换级单元23的输入端连接于电压放大器21的输出端、输出端则连接于一负载，电流检测单元24的输入端连接于功率转换级单元23的输出端与该负载，等效二极管25的输入端连接于电流检测单元24的输出端、输出端则连接于第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2，可调式放大器26的反向输入端连接于电流检测单元24的输出端与等效二极管25的输入端、非反向输入端则连接于等效二极管25的输出端与第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2，加法单元27连接于电压放大器21的非反向输入端与可调式放大器26的输出端，软启动电路28则连接于电压放大器21与可调式放大器26。
通过将主从电流分配电路2输出至该负载的一输出电压反馈至软启动电路28，将软启动电路28的启动点设于b点(请参阅图2(b))、并同步于该输出电压的90％(建议的比例值)，以便有效降低第二电源供应器PS2在第一电源供应器PS1工作中以热插入的方式加入并联系统时，造成电源供应器PS1的输出电压的波形上的突波电压值。如图2(b)的波形图可知，软启动电路28的启动点设于该输出电压为b点、并且同步于该输出电压的90％～95％之时，电源供应器PS1以及第二电源供应器PS2的输出电压波形上的突波电压值便被有效抑制。
请参阅图3(a)，其为本发明另一较佳实施例的主从电流分配电路方框图，其中，主从电流分配电路3也可选择性地分别或同时具有能隙电压调变单元391以及有源电压调降(Active Droop)单元392。
能隙电压调变单元391连接于电流检测单元34的输出端与可调式放大器36的非反向输入端之间，用以调变电流检测单元34的输出端与可调式放大器36的非反向输入端之间所具有的一能隙电压。其调变方法是(请配合参阅图3(b))，在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，或是在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联于轻载时所产生的一不稳定现象，并降低二者之间的并联误差于重载状态。并联误差降低前后的波形图分别如图3(c)及3(d)所示。
有源电压调降单元392连接于电流检测单元34的输出端，其调变方法是(请配合参阅图3(e))，在该负载小于该默认值时(轻载)，调降主从电流分配电路3所具有的一操作电压参考值，也就是该输出电压的最大值的1％～5％，使得主从电流分配电路3的操作线性斜率为ΔV(＝Vo×A)/(Io×B)，其中A＝1％～5％(比例值)，而B＝5％～10％(比例值)，此为建议的操作线性斜率，其中ΔV为主从电流分配电路3可使用的电压范围，而Vo为该输出电压。
此法可提升主从电流分配电路3的操作线性度及准确性，使得主从电流分配电路3可在较小负载及第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2的输出电压差较为宽松的情形下，降低第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联时所产生的误差于一轻载条件之下。其波形图如图3(f)所示。
请参阅图4，其为本发明又一较佳实施例的主从电流分配电路的实际电路图，其中最上方的虚线框表示能隙电压调变单元41，最下方的虚线框表示有源电压调降单元43，中间的虚线框表示软启动电路42。主从电流分配电路4在实际配置上，能隙电压调变单元41以及有源电压调降单元43可以选择性地分别或同时与软启动电路42配置，以发挥稳定第一电源供应器PS1与第二电源供应器PS2并联状态的功效，其中UVLO表示电压过低锁定，OP表示放大器，Buff表示缓冲器。
本发明可由本领域技术人员进行各种修饰，然而其均应涵盖在本发明的申请专利范围之内。
权利要求
1.一种主从电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元，其一输入端连接于该功率转换级单元的该输出端与该负载；一等效二极管，其一输入端连接于该电流检测单元的一输出端，其一输出端连接于该电源供应器并联系统；一可调式放大器，其一反向输入端连接于该电流检测单元的该输出端与该等效二极管的该输入端，其一非反向输入端连接于该等效二极管的该输出端与该电源供应器并联系统；一加法单元，连接于该电压放大器的一非反向输入端与该可调式放大器的一输出端；以及一软启动电路，连接于该电压放大器与该可调式放大器；其中，通过将该主从电流分配电路输出至该负载的一输出电压反馈至该软启动电路，启动该软启动电路并同步于该输出电压的一比例值，以降低该第二电源供应器在该第一电源供应器之后工作时，在该输出电压所产生的一突波电压值。
2.如权利要求1所述的主从电流分配电路，其中该电压放大器还具有一负反馈电路。
3.如权利要求2所述的主从电流分配电路，其中该负反馈电路由一阻抗所构成。
4.如权利要求1所述的主从电流分配电路，其中该比例值为90％～95％。
5.如权利要求1所述的主从电流分配电路，其中该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间还具有一能隙电压调变单元，用以调变在该电流检测单元的该输出端与该可调式放大器的该非反向输入端之间所具有的一能隙电压。
6.如权利要求5所述的主从电流分配电路，其中该能隙电压调变单元在该负载小于一默认值时调升该能隙电压，并在该负载大于等于该默认值时调降该能隙电压，以消除该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一不稳定现象。
7.如权利要求6所述的主从电流分配电路，其中该电流检测单元的该输出端还连接于一有源电压调降单元。
8.如权利要求7所述的主从电流分配电路，其中该有源电压调降单元用以在该负载小于该默认值时，调降该主从电流分配电路所具有的一操作电压参考值，以降低该第一电源供应器与该第二电源供应器并联于轻载时所产生的一误差。
9.如权利要求8所述的主从电流分配电路，其中该操作电压参考值为该输出电压的1％～5％。
全文摘要
本发明提供一种主从电流分配电路，应用于一电源供应器并联系统中，其中该电源供应器并联系统至少由一第一电源供应器与一第二电源供应器并联而成，该主从电流分配电路包括一电压放大器；一功率转换级单元，其一输入端连接于该电压放大器的一输出端，其一输出端连接于一负载；一电流检测单元；一等效二极管；一可调式放大器；一加法单元；一软启动电路，连接于该电压放大器与该可调式放大器；其中，通过将该主从电流分配电路输出至该负载的一输出电压反馈至该软启动电路，启动该软启动电路并同步于该输出电压的一比例值，以降低该第二电源供应器在该第一电源供应器之后工作时，在该输出电压所产生的一突波电压值。
文档编号H02J1/10GK1738141SQ20041005782
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月18日 优先权日2004年8月18日
发明者黄志雄 申请人:台达电子工业股份有限公司