[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)可調(diào)和均流的大功率并聯(lián)開關(guān)電源電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310098116.9
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103178730A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏紅梅;曾祥幼;陸利軍;苗永春
• 申請（專利權(quán)）人: 臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司;浙江臥龍新能源有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 戴曉翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源電路。?

背景技術(shù)

在能源應(yīng)用領(lǐng)域，大功率電源系統(tǒng)應(yīng)用越來廣泛，但受功率器件容量，磁性材料和散熱等原因的限制，單個開關(guān)電源模塊最大輸出功率只能用于中小功率，例如3KW以下。電源發(fā)展趨勢是采用模塊化，通過并聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)容，用相對較小的電源功率模塊組合成積木式，智能化的大功率電源系統(tǒng)。?

各模塊并聯(lián)使用中，由于電子元器件各自參數(shù)的分散性，使得每個電源的開路電壓和內(nèi)阻均會存在差異，通常開關(guān)電源的內(nèi)阻都非常小，因此開路電壓很小的差異就會導(dǎo)致各電源的輸出電流有較大的差異。這種狀態(tài)會導(dǎo)致閑的閑死，忙的忙死的現(xiàn)象：有的模塊在超負(fù)荷工作，損耗發(fā)熱都比較厲害，壽命會降低；而有的工作于輕載，甚至都沒有進(jìn)入較好的工作狀態(tài)。這時(shí)就需要在多模塊并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)中引入有效的負(fù)載分配或均流控制策略，目前均流方案有很多，輸出阻抗法，主從設(shè)置法，平均電流法，最大電流自主均流法和外加均流控制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。在沒有使用外部控制器情況下，大部分情況只能在固定電壓及功率下實(shí)現(xiàn)均流，均流效果差。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種實(shí)現(xiàn)可調(diào)和均流的大功率并聯(lián)開關(guān)電源電路，以達(dá)到均流效果好，結(jié)構(gòu)簡單的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。?

一種實(shí)現(xiàn)可調(diào)和均流的大功率并聯(lián)開關(guān)電源電路，包括功率電路和控制電路，多個電源模塊的功率電路并聯(lián)，每一電源模塊設(shè)有控制電路，其特征在于：控制電路包括?

電流采樣單元，獲取電源模塊的功率電路的電流采樣值；

電壓采樣單元，獲取電源模塊的功率電路的電壓采樣值；

與電流采樣單元相連的均流母線單元，以最大電流采樣值作為均流母線值；

均流控制電壓獲取單元，將電流采樣值與均流母線值作誤差放大得均流控制電壓值；

可調(diào)外部參考電壓單元，設(shè)定外部參考電壓值；

可調(diào)外部限流參考電壓單元，設(shè)定外部最大參考電壓值；

電壓誤差放大單元，根據(jù)電流采樣值、均流母線值、外部參考電壓值、均流控制電壓值，獲得電壓誤差放大值并輸出至PWM控制器，以調(diào)節(jié)輸出電壓、電流，使各模塊的反饋電流值與均流母線值相同；

電流誤差放大單元，將外部最大參考電流值與電流采樣值作誤差放大并輸出至PWM控制器，以限制最大電流；

所述的電壓誤差放大單元包括第一運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與電壓采樣單元輸出端及均流母線單元輸出端相連，同相輸入端與可調(diào)外部參考電壓單元輸出端及均流控制電壓獲取單元輸出端相連。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。?

控制電路還包括電流采樣跟隨單元，以避免各單元影響電流采樣信號。?

所述的電流跟隨單元包括第五運(yùn)算放大器，第五運(yùn)算放大器的同相輸入端與電流采樣單元輸出端相連，第五運(yùn)算放大器的反相輸入端、輸出端、均流控制電壓獲取單元輸入端相連。?

所述的均流母線單元包括第四運(yùn)算放大器，第四運(yùn)算放大器的同相輸入端與電流采樣輸出端相連，其輸出端經(jīng)第一二極管與均流母線相連。?

所述的均流控制電壓獲取單元包括第三運(yùn)算放大器，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與均流母線單元輸出端相連，其反相輸入端與電流采樣跟隨單元輸出端相連，第三運(yùn)算放大器的輸出端通過第五二極管與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端相連。?

所述的第三運(yùn)算放大器的同相輸入端及反相輸入端分別連接可調(diào)電阻。?

電流誤差放大單元包括第二運(yùn)算放大器；第二運(yùn)算放大器的同相輸入端與可調(diào)外部限流參考電壓單元輸出端相連，其反相輸入端與均流母線單元輸出端相連，其輸出端與PWM控制器之間反向串聯(lián)第二二極管。?

所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第四二極管與其反相輸入端相連，第四二極管與電容、電阻串聯(lián)電路并聯(lián)；均流母線單元的輸出端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端之間串聯(lián)電阻，電壓誤差放大單元與PWM控制器之間反向串聯(lián)第三二極管。?

所述的功率電路包括整流濾波電路、升壓電路、半橋變換電路、隔離變壓器；所述的半橋變換電路包括第一、第二電容、和第一、第二絕緣柵雙極型晶體管，第一電容、第二電容串接在升壓電路的正負(fù)兩端，第一電容、第二電容的連接處與隔離變壓器原邊線圈一端連接，隔離變壓器原邊線圈另一端與第一、第二絕緣柵雙極型晶體管連接。?