一种电源均流系统的制作方法

本实用新型属于开关电源技术领域，特别涉及一种电源均流系统。

背景技术：

目前，在利用多台小功率电源模块并联构成一个大功率电源系统时，不仅具有容量可以任意扩展，使用场合不受限等优点；还能实现电源系统的冗余设计，提高可靠性。

大功率电源系统在连接输入总线和输出负载的情况下，除了电源系统输出电压需要保持稳定外，还需要长期无故障的可靠运行。为了实现电源系统保持稳定、以及可靠运行，其电源系统中各台电源所承受的电热应力应基本相当。

也就是说，为了保证电源系统不因各电源承载情况的差异，造成电热的不平衡而引起的恶性循环，影响系统特性和可靠运行。需要对电源系统中各并联电源模块的输出电流加以控制，使其尽可能地均分电源系统的输出总电流。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电源均流系统，有效地对电源系统中各并联电源模块的输出电流加以控制，使其尽可能地均分电源系统的输出总电流。

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供一种电源均流系统，包括：多个相互并联的电源模块，每个电源模块的电源输出端设置有一个电流采样电阻，该电流采样电阻电连接于一个电源均流模块；多个电源均流模块之间通过均流母线电连接；每个电源均流模块分别包括：电压放大电路，对所述电流采样电阻采集的信号进行放大并输出放大电压；电压选择电路，所述电压选择电路的一输入端与所述电压放大电路电的输出端连接，所述电压选择电路的另一输入端通过所述均流母线电连接于其他电源均流模块；对放大电压和其他电源均流模块的均流电压进行比较，选择输出一个较大的电压作为主电压；误差生成电路，所述误差生成电路的输入端分别与所述电压放大电路、电压选择电路的输出端电连接；计算并生成所述放大电压与所述主电压之间的误差电压；电压反馈调节电路，所述电压反馈调节电路的输入端与所述误差生成电路的输出端电连接；所述电压反馈调节电路的输出端电连接于所述电源模块；根据所述误差生成电路输出的误差电压来调节反馈电压的大小。

进一步，所述电压放大电路包括：运算放大器IC3B，所述运算放大器IC3B的同相输入端通过电阻R5与电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端接所述电流采样电阻的一端；所述运算放大器IC3B的反相输入端通过电阻R4与电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端接所述电流采样电阻的另一端；所述运算放大器IC3B的同相输入端、反相输入端之间并接有滤波电容C2；所述电阻R3的一端通过分压电阻R2与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R3的一端还通过滤波电容C1与所述电阻R1的一端电连接；所述运算放大器IC3B的反相输入端依次通过反馈滤波电容C3、电阻R6接所述运算放大器IC3B的输出端；所述运算放大器IC3B的反相输入端还通过反馈电阻R7接所述运算放大器IC3B的输出端。

进一步，所述电压选择电路包括：比较器IC3A，所述比较器IC3A的反相输入端通过分压电阻R13接所述均流母线；所述比较器IC3A的反相输入端还与限流电阻R14的一端电连接；所述限流电阻R14的一端还与二极管D9的阳极电连接，所述二极管D9的阴极与所述电源模块的辅助电源的正极输出端电连接；所述限流电阻R14的另一端与所述误差生成电路电连接，所述限流电阻R14的另一端还通过滤波电容C8接地；所述比较器IC3A的同相输入端与所述电压放大电路的输出端电连接；所述比较器IC3A的同相输入端依次通过偏置分压电阻R9、偏置分压电阻R10、偏置分压电阻R11接所述电源模块的辅助电源的正极输出端；所述比较器IC3A的输出端与二极管D8的阳极电连接，二极管D8的阴极与所述比较器IC3A的反相输入端电连接；所述比较器IC3A的输出端还通过电阻R12接地；所述比较器IC3A的输出端还通过旁路电容C7接地。

进一步，所述误差生成电路包括：放大比较器IC4A，所述放大比较器IC4A的同相输入端与所述电压选择电路的输出端电连接；所述放大比较器IC4A的反相输入端与分压电阻R9的一端电连接，所述分压电阻R9的另一端与所述电压放大电路的输出端电连接；所述分压电阻R9的另一端还通过分压电阻R8接地；所述放大比较器IC4A的反相输入端还依次通过偏置分压电阻R10、偏置分压电阻R11接所述电源模块；所述放大比较器IC4A的反相输入端通过反馈电阻R15、反馈电容C9接所述放大比较器IC4A的输出端。

进一步，所述电压反馈调节电路包括：三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过分压电阻R16与所述误差生成电路的输出端电连接；所述三极管Q1的基极还通过限流电阻R17接地；所述三极管Q1的基极还通过滤波电容C11接地；所述三极管Q1的发射极通过限流电阻R18接地；所述三极管的集电极通过电阻R19与电阻R20的一端电连接，所述电阻R20的另一端接电源模块的正极输出端；所述电阻R20的一端还依次通过滤波电容C12、限流电阻R21接所述电阻R20的另一端；所述电阻R20的一端还与所述电源模块的反馈输入端电连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)、本实用新型中多台相互并联的电源模块，设置了电源均流模块。通过检测电阻将电源模块的输出电流转化为电压，并送入电源均流模块，与均流母线上母线电压作比较，并将两者差值用来补偿控制信号；从而对电源系统中各并联电源模块的输出电流加以控制，使其尽可能地均分电源系统的输出总电流，进而达到均流的目的。

2)、本实用新型中通过分压电阻R8、R9、R10、R11组成的偏置电路添加一定偏置电压，当多台电源模块并联时，该偏置电路抑制了循环和低频噪声争夺主模块的位置，使得电压输出更加稳定。当单台电源模块工作时，这样均流电路就不影响其工作。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种电源均流系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型中一种电源均流系统的结构框图；

图2是本实用新型中一种电源均流系统的电路原理图；

图3是本实用新型中一种电源均流系统中电压放大电路的电路原理图；

图4是本实用新型中一种电源均流系统中电压选择电路的电路原理图；

图5是本实用新型中一种电源均流系统中误差生成电路的电路原理图；

图6是本实用新型中一种电源均流系统中电压反馈调节电路的电路原理图。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

如图1～图2所示，根据本实用新型的一个实施例，一种电源均流系统，包括：多个电源模块，多个电源模块相互并联后形成的输入端接控制器AC、输出端接负载；每个电源模块内设置有一个电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn，每个电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn的一端电连接于一个电源均流模块；多个电源均流模块之间通过均流母线电连接。每个电源均流模块分别包括：电压放大电路，对所述电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn两端采集的信号进行放大并输出放大电压。电压选择电路，所述电压选择电路的一输入端与所述电压放大电路电的输出端连接，所述电压选择电路的另一输入端通过所述均流母线电连接于多个电源模块中的其他电源均流模块；对所述放大电压和其他电源均流模块的均流电压进行比较，选择输出一个较大的电压作为主电压。误差生成电路，所述误差生成电路的输入端分别与所述电压放大电路、电压选择电路的输出端电连接；计算并生成所述放大电压与所述主电压之间的误差电压。电压反馈调节电路，所述电压反馈调节电路的输入端与所述误差生成电路的输出端电连接；所述电压反馈调节电路的输出端电连接于所述电源模块内的电压控制回路；根据所述误差生成电路输出的误差电压来调节反馈电压的大小。

如图2、图3所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，所述电压放大电路包括：运算放大器IC3B，所述运算放大器IC3B的同相输入端通过电阻R5与电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端接所述电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn的一端A1\A2......\An。所述运算放大器IC3B的反相输入端通过电阻R4与电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端接所述电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn的另一端B1\B2......\Bn；所述运算放大器IC3B的同相输入端、反相输入端之间并接有滤波电容C2。所述电阻R3的一端通过分压电阻R2与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R3的一端还通过滤波电容C1与所述电阻R1的一端电连接。所述运算放大器IC3B的反相输入端依次通过反馈滤波电容C3、电阻R6接所述运算放大器IC3B的输出端；所述运算放大器IC3B的输出端还通过滤波电容C5接地。所述运算放大器IC3B的反相输入端还通过反馈电阻R7接所述运算放大器IC3B的输出端。所述运算放大器IC3B的电源输入端与所述电源模块电连接，所述电源模块输出+15V电压给运算放大器IC3B；所述运算放大器IC3B的电源输入端还通过滤波电容C4接地。电阻R1、R2、R3分压。电容C1、C2、R4、R5组成Π型滤波，运算放大器IC3B与它们一起组成微信号放大电路。

如图2、图4所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，所述电压选择电路包括：比较器IC3A，所述比较器IC3A的反相输入端与分压电阻R13的一端电连接，所述分压电阻R13的另一端接所述均流母线，所述均流母线与其他电源均流模块中的比较器IC3A的反相输入端电连接；所述分压电阻R13的另一端还通过滤波电容C6接地。所述比较器IC3A的反相输入端还与限流电阻R14的一端电连接；所述限流电阻R14的一端还与二极管D9的阳极电连接，所述二极管D9的阴极与所述电源模块的的辅助电源的正极输出端电连接，所述电源模块输出+15V电压。所述限流电阻R14的另一端与所述误差生成电路的输入端(放大比较器IC4A的同相输入端)电连接，所述限流电阻R14的另一端还通过滤波电容C8接地。所述比较器IC3A的同相输入端与所述电压放大电路(运算放大器IC3B)的输出端电连接；所述比较器IC3A的同相输入端还依次通过偏置分压电阻R9、偏置分压电阻R10、偏置分压电阻R11接所述电源模块的辅助电源正端，所述电源模块输出+15V电压；所述比较器IC3A的同相输入端还通过分压电阻R8接地。所述比较器IC3A的输出端与二极管D8的阳极电连接，所述二极管D8的阴极与所述比较器IC3A的反相输入端电连接；所述比较器IC3A的输出端还通过电阻R12接地；所述比较器IC3A的输出端还通过旁路电容C7接地。

如图2、图5所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，所述误差生成电路包括：放大比较器IC4A，所述放大比较器IC4A的同相输入端与所述电压选择电路(比较器IC3A)的输出端电连接。所述放大比较器IC4A的反相输入端与分压电阻R9的一端电连接，所述分压电阻R9的另一端与所述电压放大电路(运算放大器IC3B)的输出端电连接；所述分压电阻R9的另一端还通过分压电阻R8接地；所述放大比较器IC4A的反相输入端还依次通过偏置分压电阻R10、偏置分压电阻R11接电源模块的辅助电源的正极输出端。所述放大比较器IC4A的反相输入端还通过反馈电阻R15、反馈电容C9接所述放大比较器IC4A的输出端。所述放大比较器IC4A的电源输入端与所述电源模块电连接，所述电源模块输出+15V电压；所述放大比较器IC4A的电源输入端通过滤波电容C10接地。

如图2、图6所示，针对上述实施例的改进，本实施例中，所述电压反馈调节电路包括：三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过分压电阻R16与所述误差生成电路(放大比较器IC4A)的输出端电连接；所述三极管Q1的基极还通过限流电阻R17接地；所述三极管Q1的基极还通过滤波电容C11接地。所述三极管Q1的发射极通过限流电阻R18接地。所述三极管的集电极通过电阻R19与电阻R20的一端电连接，所述电阻R20的另一端接所述电源模块的正极输出端；所述电源模块输出+5V电压。所述电阻R20的一端与滤波电容C12的一端电连接，所述滤波电容C12的另一端与限流电阻R21的一端电连接，所述限流电阻R21接所述电阻R20的另一端；所述电阻R20的一端还与所述电源模块的反馈输入端电连接；通过电源模块的控制回路来控制电源模块的输出电压。

本实施例中，电源均流系统的工作原理如下：

电流采样电阻Rs1\Rs2......\Rsn两端A1\A2......\An、B1\B2......\Bn的电压信号，经运算放大器IC3B放大后，输出放大电压U1。

放大后的电压信号U1分两路，一路加偏置电压：(R8＊15V+)/(R8+R9+R10+R11)送入比较器IC3A的3脚，进入比较器IC3A的信号与其它电源均流模块中的均流电压相比较，选出最大的电压信号作为主电压U2。在所有并联电源模块中，自动选举产生一位主电源模块作为参考电源模块，剩余的所有电源模块的电流向该电源模块靠拢，企图达到主电源模块的电流；当主电源模块出现故障的时候，在剩余电源模块中再次选举产生一个电源模块作为主电源模块；保持系统仍可以正常工作。

选出的主电压U2加到放大比较器IC4A的3脚，另一路电压信号U1加一定偏置电压[(R8+R9)＊15/(R1+R9+R10+R11)]V送到放大比较器IC4A的2脚作比较放大后，从放大比较器IC4A的1端误差电压U3。

放大比较器IC4A输出的误差电压U3经R16、R17分压，R17两端的电压加到的三极管Q1基极，控制三极管Q1的放大倍数，调节A点的电压大小。这样就改变了反馈电压，也就改变了输出电压的。

由于补偿叠加在反馈电压上，这样电压反馈信号通过电源模块内的电压控制回路来调节电源模块的输出电压。当电源模块并联工作的时候，如果本电源模块输出电流值低于主电源模块，也就是电流检测放大器输出电压值低于均流母线电压值，误差放大器输出相应电平，三极管Q1处于线性放大状态，三极管Q1集电极电流增大，这样就可以调整电源模块的反馈电压大小，使本电源模块输出电流增大。当达到均流母线电压-[(R8+R9)＊15/(R1+R9+R10+R11)]V电压值时，误差放大器三极管Q1输出保持稳定，达到稳态，实现均流。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。