专利名称：一种基于过流保护的dc/dc并联电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于过流保护的DC/DC并联电路，适用于航天器用DC/DC变换器的并联，也可用于其它DC/DC变换器的并联。
背景技术：
随着航天技术的飞速发展，航天器电源系统的功率容量不断增加，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。而多台开关电源的并联系统能很好的克服这些缺点，并具有单台电源所不具备的优点。多台开关电源的并联系统的输出功率具有可扩展性。可以由N+n台变换器并联，其中N台用于供给负载所需的电流，η台为后备变换器。当正在工作的变换器即使有η台出现故障，电源系统仍然能够提供100%的负载电流。除了具有冗余技术的优点外，还可以实现热更换，保证系统在不断电的情况下更换系统的失效变换器，提高了系统的可维护性。在多电源变换器并联使用过程中，各个变换器之间的均流问题非常重要。目前，并联均流技术的方法有很多，有斜率下垂法、主从设置法、自动均流法、数字控制均流法等等， 在民用领域，多种均流技术均有所应用。作为航天电源应用技术，首先它能保证系统稳定可靠的运行，此外不能降低系统可靠性，相反，应尽可能地提高可靠性，因此并联方法应力求简单可靠。在航天电源中对于其输出电压调整率要求不高、并且不降低可靠性的并联系统中，采用斜率下垂法可实现DC/DC变换器的并联。斜率下垂法方法简单，并联变换器之间不需要均流母线，属于开环控制，简单易于实现，其缺点是调整精度差，每个变换器必须个别调整，而且变换器间可能有电流不平衡现象，例如，一个变换器可能承受的电流较大，长时间运行于限流点附近，而另一些变换器可能承受小部分电流。使得长时间运行于限流点附近的变换器寿命缩短，从而降低整个系统的可靠性。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种基于过流保护的DC/DC并联电路，将DC/DC变换器自身的过流保护特性和二极管正向V-I特性有效结合， 实现了 DC/DC变换器的并联控制，提高了并联系统的可靠性和安全性。本实用新型的技术解决方案是—种基于过流保护的DC/DC并联电路，包括第一 DC/DC变换器、第二 DC/DC变换器、二极管Dl和二极管D2 ；第一 DC/DC变换器的输入正端和第二 DC/DC变换器的输入正端连接在一起，第一 DC/DC变换器的输入负端和第二 DC/DC变换器的输入负端连接在一起，第一 DC/DC变换器的输出正端连接二极管Dl的阳极，第二 DC/DC变换器的输出正端与二极管 D2的阳极连接，二极管Dl的阴极和二极管D2的阴极连接在一起，第一 DC/DC变换器的输出负端和第二 DC/DC变换器的输出负端连接在一起并接地。本实用新型与现有技术相比的优点在于[0009]本实用新型将DC/DC变换器自身的过流保护特性和二极管正向V-I特性有效结合，实现了 DC/DC变换器的并联控制。不需要专门设计的均流控制电路，控制方式简单，可靠性高，不影响并联系统中DC/DC变换器的参数设计，可以拓展到η台变换器并联，组成多台并联冗余系统或者通过更改并联系统中DC/DC变换器的种类和数目，可以实现多种功率输出的目的，满足不同负载的供电需求。
图1为本实用新型方法的电路原理图；图2为本实用新型扩展DC/DC变换器数量的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型一种基于过流保护的DC/DC并联电路实现并联的系统组成原理图。包括第一 DC/DC变换器(直流到直流变换器)、第二 DC/DC变换器、二极管Dl 和二极管D2 ；第一 DC/DC变换器的输入正端和第二 DC/DC变换器的输入正端连接在一起， 第一 DC/DC变换器的输入负端和第二 DC/DC变换器的输入负端连接在一起，第一 DC/DC变换器的输出正端连接二极管Dl的阳极，第二 DC/DC变换器的输出正端与二极管D2的阳极连接，二极管Dl的阴极和二极管D2的阴极连接在一起，第一 DC/DC变换器的输出负端和第二 DC/DC变换器的输出负端连接在一起并接地。所述DC/DC变换器包括主功率回路、辅助电源、主控制电路、驱动电路、电压反馈和电流采样电路。主功率回路对外部的输入电压进行变换后隔离输出，辅助电源对外部的输入电压进行变换并隔离输出后对主控制电路供电；电流取样对主功率回路的输入电流隔离采样送至主控制电路，同时主控制电路对主功率回路的输出电压进行采样，并根据所述输出电压和输入电流信号产生脉冲信号，并经驱动电路驱动主功率回路。通过调整反馈电压信号来调整输出电压，调整电流采样电路来调整过流保护值。所述电压反馈电路对输出电压直接采样，经过电阻分压后接到运算放大器的反相输入端，与同相输入端的电压给定值比较后，再与输入电流信号比较，产生所需的脉冲信号。通过调整分压电阻值可以调整输出电压。分别调整电压反馈电路的分压电阻值，使各变换器输出电压VOUT基本相同。所述电流采样电路通过电流取样变压器得到原边的电流，经过电流-电压变换、 分压、滤波送到芯片的电流检测端，可以调整分压电路中的分压电阻对电源变换器的限流点进行设置，将输出功率限制在电源变换器的额定功率内。两块变换器输出通过二极管隔离后直接相连，利用二极管正向V-I特性来自动调节变换器输出阻抗，使得两块变换器的外特性倾斜近似一致；当其中的一块输出电流增大时，与它输出侧串联的二极管正向压降增大，使得该变换器输出电压下降，即外特性向下倾斜，接近另一块变换器的外特性，使其输出电流增大，实现近似均流。同时由于各变换器的限流点设置在额定输出功率范围内，每个变换器的最大输出功率也不会超过其额定输出功率，从而不会降低整个并联系统的可靠性。本实用新型基于过流保护的DC/DC并联电路，可以拓展为多台并联系统，如图2所示，包括η块彼此独立的DC/DC变换器，输入正线和回线分别相连，输出回线相连，DC/DC1输
4出正线与二极管Dl阳极相连，DC/DC2输出正线与二极管D2阳极相连，DC/DCn输出正线与二极管Dn阳极相连，η只二极管的阴极相连。分别调整电压反馈电路的分压电阻值，使各变换器输出电压VOUT基本相同。对各变换器的限流点进行设置，将输出功率限制在各变换器的额定功率内。当并联变换器中的一块输出电流增大时，与它输出侧串联的二极管正向压降增大，使得该变换器输出电压下降，即外特性向下倾斜，接近其他变换器的外特性，从而使其他变换器的输出电流增大，实现近似均流，组成多台并联冗余系统。DC/DC变换器可以根据需要更改变换器种类，构成各种输出功率并联系统。 本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术或者不属于本实用新型描述范围。
权利要求1. 一种基于过流保护的DC/DC并联电路，其特征在于包括第一 DC/DC变换器、第二 DC/DC变换器、二极管Dl和二极管D2 ；第一 DC/DC变换器的输入正端和第二 DC/DC变换器的输入正端连接在一起，第一 DC/DC变换器的输入负端和第二 DC/DC变换器的输入负端连接在一起，第一 DC/DC变换器的输出正端连接二极管Dl的阳极，第二 DC/DC变换器的输出正端与二极管D2的阳极连接，二极管Dl的阴极和二极管D2的阴极连接在一起，第一 DC/DC 变换器的输出负端和第二 DC/DC变换器的输出负端连接在一起并接地。
专利摘要一种基于过流保护的DC/DC并联电路，包括两个DC/DC变换器和两个二极管，DC/DC变换器的输入正端、输入负端、输出负端分别相连，输出正端分别与二极管D1和D2的阳极相连，两只二极管阴极相连；各并联DC/DC变换器输出功率限制在其最大输出功率范围内，保证其安全可靠工作；二极管的正向V-I特性可以自动调节变换器输出阻抗，使得各变换器的外特性倾斜近似一致，实现近似均流。该并联电路不需要额外设计并联均流电路，并联方式简单可靠，易于实现，并且可以拓展到n台变换器，根据需要构成多台并联冗余系统；同时还可以利用现有电源品种，拓展出多种容量的大功率DC/DC变换器，增加国内宇航级DC/DC变换器的供电品种，满足不同负载需求。
文档编号H02M3/08GK202172360SQ20112025712
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者王儒, 王金巧, 郭传伟 申请人:北京卫星制造厂