一种简易的并联系统均流方案.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410711081.6

申请日:

2014.12.01

公开号:

CN104410273A

公开日:

2015.03.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回 IPC(主分类):H02M 3/155申请公布日:20150311|||实质审查的生效IPC(主分类):H02M 3/155申请日:20141201|||公开

IPC分类号:

H02M3/155

主分类号:

H02M3/155

申请人:

广西大学

发明人:

莫彩网

地址:

530004广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号

优先权:

专利代理机构:

广西南宁明智专利商标代理有限责任公司45106

代理人:

黎明天

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内容摘要

本发明提供了一种简易的并联系统均流方案,并联系统由多路开关电源模块并联构成,均流方案采取独立的PWM控制器,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从而达到各电源模块输出均流,其特征在于各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。本发明的并联系统均流方案,对各电源模块输出电流采样时检测负载电流及电感电流的大小,只需要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样,而且成本低,不会造成电流失真。

权利要求书

权利要求书1.  一种简易的并联系统均流方案,并联系统由多路开关电源模块并联构成,均流方案采取独立的PWM控制器,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从而达到各电源模块输出均流,其特征在于:各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。2.  根据权利要求1所述的并联系统均流方案,其特征是:所述RC网络由电阻R和电容C串联而成,RC网络并联在电源模块输出端的LC电路之前,LC电路由电感L和电容CO组成,负载并联在电容CO上,由于电源模块的输出电流即负载电流ILoad等于电感L的电流平均值IL,而电感L的电流平均值IL=(VC-VO)/ R1 ,式中VO为输出电压平均值,VC为RC网络的电容C两端的电压值,R1为电感L的等效串联电阻,因此要采样各电源模块的输出电流,只要检测各电源模块的RC网络电容C两端的电压VC的大小即可实现。

说明书

说明书一种简易的并联系统均流方案
技术领域
本发明涉及一种电路系统的均流方案,具体是一种简易的并联系统均流方案。
背景技术
在现代科技迅猛发展的时代,大功率直流电源系统可以用多台开关电源模块并联的方式实现,这样既可以增加电源容量,又可以提高电源系统的供电的可靠性。但是在实际运用当中,由于个电源模块之间的差异,并联运行时会出现电源系统中各模块输出不均流的现象,进而引起电流热力和热应力的不均匀分配,影响电源模块的使用寿命和可靠性,因此必须引入并联系统均流方案予以解决。普通的均流方法是采取独立的PWM控制器控制各个模块,通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP,即反馈运放的输入或者输出脚来调节输出电压,从而达到均流的目的。显然,电流采样是一个关键问题:用电阻采样,损耗比较大,电流放大后畸变比较大;用电流传感器成本高;用电流互感器采样不是很方便,同时会使电流失真。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种新型的、方便的、无损的电流采样方法,并在这种电流采样方法的基础上实现了并联系统的均流。
本发明的所采用的技术方案为:
一种简易的并联系统均流方案,并联系统由多路开关电源模块并联构成,均流方案采用采取独立的PWM控制器的各个模块,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从而达到各电源模块输出均流,其特征在于:各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。
所述RC网络由电阻R和电容C串联而成,RC网络并联在电源模块输出端的LC电路之前,LC电路由电感L和电容CO组成,负载并联在电容CO上,由于电源模块的输出电流即负载电流ILoad等于电感L的电流平均值IL,而电感L的电流平均值IL=(VC-VO)/ R1 ,式中VO为输出电压平均值,VC为RC网络的电容C两端的电压值,R1为电感L的等效串联电阻,因此要采样各电源模块的输出电流,只要检测各电源模块的RC网络电容C两端的电压的大小即可实现。
本发明的并联系统均流方案,对各电源模块输出电流采样时检测负载电流及电感电流的大小,只需要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样,而且成本低,不会造成电流失真。
附图说明
图1为本发明的一路开关电源模块输出部分的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的公式的推导做进一步说明。
如图1所示,电流检测电路由一个简单的RC网络组成。
设流过电感L的电流为IL,流过电容C的电流为IC,电容两端的电压为VC,电感L两端的电压为VL,输出电压为VO,电感的等效串联电阻为R1,则有
VL+ILR1+VO=VC+ICR            (1)
对式(1)在一个开关周期求平均值,得出:
VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值,显然VL =0;
    VO为输出电压平均值;
    IL电感电流平均值,等于负载电流ILoad;
    IC是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值,显然IC=0;
于是式(1)可化为
VC=ILR1+VO
IL=ILoad=(VC-VO)/ R1
因此,要对电源模块输出电流采样,检测负载电流及电感电流的大小,只要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410711081.6(22)申请日 2014.12.01H02M 3/155(2006.01)(71)申请人广西大学地址 530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号(72)发明人莫彩网(74)专利代理机构广西南宁明智专利商标代理有限责任公司 45106代理人黎明天(54) 发明名称一种简易的并联系统均流方案(57) 摘要本发明提供了一种简易的并联系统均流方案,并联系统由多路开关电源模块并联构成,均流方案采取独立的PWM控制器,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从。

2、而达到各电源模块输出均流,其特征在于各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。本发明的并联系统均流方案,对各电源模块输出电流采样时检测负载电流及电感电流的大小,只需要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样,而且成本低,不会造成电流失真。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书2页 附图1页(10)申请公布号 CN 104410273 A(43)申请公布日 2015.03.11CN 104410273 A1/1页21.一种简易的并联系统均流方案,并联系统由。

3、多路开关电源模块并联构成,均流方案采取独立的PWM控制器,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从而达到各电源模块输出均流,其特征在于:各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。2.根据权利要求1所述的并联系统均流方案,其特征是:所述RC网络由电阻R和电容C串联而成,RC网络并联在电源模块输出端的LC电路之前,LC电路由电感L和电容CO组成,负载并联在电容CO上,由于电源模块的输出电流即负载电流ILoad等于电感L的电流平均值IL,而电感L的电流平均值IL(VCVO)/ R1,式中VO为输出电压平均值,VC为RC。

4、网络的电容C两端的电压值,R1为电感L的等效串联电阻,因此要采样各电源模块的输出电流,只要检测各电源模块的RC网络电容C两端的电压VC的大小即可实现。权 利 要 求 书CN 104410273 A1/2页3一种简易的并联系统均流方案技术领域0001 本发明涉及一种电路系统的均流方案,具体是一种简易的并联系统均流方案。背景技术0002 在现代科技迅猛发展的时代,大功率直流电源系统可以用多台开关电源模块并联的方式实现,这样既可以增加电源容量,又可以提高电源系统的供电的可靠性。但是在实际运用当中,由于个电源模块之间的差异,并联运行时会出现电源系统中各模块输出不均流的现象,进而引起电流热力和热应力的不。

5、均匀分配,影响电源模块的使用寿命和可靠性,因此必须引入并联系统均流方案予以解决。普通的均流方法是采取独立的PWM控制器控制各个模块,通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP,即反馈运放的输入或者输出脚来调节输出电压,从而达到均流的目的。显然,电流采样是一个关键问题:用电阻采样,损耗比较大,电流放大后畸变比较大;用电流传感器成本高;用电流互感器采样不是很方便,同时会使电流失真。发明内容0003 为了解决上述问题,本发明提出了一种新型的、方便的、无损的电流采样方法,并在这种电流采样方法的基础上实现了并联系统的均流。0004 本发明的所采用的技术方案为:一种简易的并联系统均流方案,并。

6、联系统由多路开关电源模块并联构成,均流方案采用采取独立的PWM控制器的各个模块,通过对各电源模块输出电流采样并反馈到PWM控制器,由PWM控制器调节各电源模块输出电压,从而达到各电源模块输出均流,其特征在于:各电源模块对其输出电流的采样通过检测一个RC网络中电容C两端的电压来实现。0005 所述RC网络由电阻R和电容C串联而成,RC网络并联在电源模块输出端的LC电路之前,LC电路由电感L和电容CO组成,负载并联在电容CO上,由于电源模块的输出电流即负载电流ILoad等于电感L的电流平均值IL,而电感L的电流平均值IL(VCVO)/ R1,式中VO为输出电压平均值,VC为RC网络的电容C两端的电。

7、压值,R1为电感L的等效串联电阻,因此要采样各电源模块的输出电流,只要检测各电源模块的RC网络电容C两端的电压的大小即可实现。0006 本发明的并联系统均流方案,对各电源模块输出电流采样时检测负载电流及电感电流的大小,只需要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样,而且成本低,不会造成电流失真。附图说明0007 图1为本发明的一路开关电源模块输出部分的电路图。具体实施方式说 明 书CN 104410273 A2/2页40008 下面结合附图对本发明的公式的推导做进一步说明。0009 如图1所示,电流检测电路由一个简单的RC网络组成。0010 设流。

8、过电感L的电流为IL,流过电容C的电流为IC,电容两端的电压为VC,电感L两端的电压为VL,输出电压为VO,电感的等效串联电阻为R1,则有VLILR1VOVCICR (1)对式(1)在一个开关周期求平均值,得出:VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值,显然VL=0;VO为输出电压平均值;IL电感电流平均值,等于负载电流ILoad;IC是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值,显然IC=0;于是式(1)可化为VCILR1VOILILoad(VCVO)/ R1因此,要对电源模块输出电流采样,检测负载电流及电感电流的大小,只要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样。说 明 书CN 104410273 A1/1页5图1说 明 书 附 图CN 104410273 A。

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