[發(fā)明專利]一種具有過流保護的電源模塊輸出功率擴充線路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310376850.7
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103475202A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 王英武;王俊峰;熊國興;王云
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發(fā)明屬于電源管理技術領域，涉及一種具有過流保護的電源模塊輸出功率擴充線路。

背景技術

擴充電源模塊輸出功率需要多個模塊進行并聯(lián)，為了提高正常運行模塊的可靠性，必須對并聯(lián)電源模塊的輸出電流加以控制，實現(xiàn)各個并聯(lián)模塊輸出電流的均分，避免單個模塊過流過功率運行。過流均流技術就是控制系統(tǒng)中各并聯(lián)電源模塊的輸出電流，實現(xiàn)對負載電流的均分，確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運行。

目前實現(xiàn)并聯(lián)電源模塊擴充功率的方法有輸出阻抗功率擴充法，主從模塊設置功率擴充法，外加控制器功率擴充法等。

輸出阻抗功率擴充法是一種對各并聯(lián)開關變換器的輸出阻抗(即調節(jié)外特性傾斜度)實行控制和調整，從而均分系統(tǒng)總電流，原理圖如圖1(a)所示。該方法存在的問題為：在小負載電流的情況下，功率擴充效果較差；在大負載電流的情況下，功率擴充效果較好；該方法易受外界因數的影響，如元器件的老化，物理條件的改變等。

主從模塊設置功率擴充法是在并聯(lián)的電源模塊中設置主控模塊，通過主控模塊控制其余模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)中各個模塊間的功率均分，原理圖如圖1(b)所示。該方法存在的問題為：由于主模塊在擴充模塊中是主控單元，一旦該模塊出現(xiàn)故障而失效，則整個電源系統(tǒng)將不能正常工作，甚至會造成系統(tǒng)崩潰。這一方法適用于電流型控制的并聯(lián)開關電源系統(tǒng)中。

外加控制器功率擴充法如圖1(c)所示，就是在每個模塊的控制電路中都加一個特殊的電流均分控制器，用以檢測并聯(lián)模塊電流不平衡情況，調整控制信號，從而實現(xiàn)均分功率。特點是：該技術可以實現(xiàn)自動均分功率，可使n個并聯(lián)模塊的功率不均衡度在5%以內；由于引入了電流均分控制器，將使并聯(lián)電源系統(tǒng)的動態(tài)過程分析變得更加復雜，如果不注意電流均分控制環(huán)的正確設計，將使系統(tǒng)不穩(wěn)定，或者使系統(tǒng)動態(tài)性能變壞。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的問題在于提供一種具有過流保護的電源模塊輸出功率擴充線路，通過精確采樣電源模塊的輸出電流，通過均流母線實現(xiàn)各個并聯(lián)模塊之間的電流均分以達到功率均分，解決了輸出阻抗功率擴充法的小負載電流功率均分精度差的問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種具有過流保護的電源模塊輸出功率擴充線路，包括：

第一運算放大器，其反向輸入端接地；其非反向輸入端接由電阻R1、電容C1組成的濾波網絡，并分別通過電阻R2連接電源采樣電壓輸入端口、通過電阻R3連接第一偏置電壓輸入端口；其輸出端接使能端口；

第二運算放大器，其反向輸入端通過電阻R4連接電源采樣電壓輸入端口，反向輸入端還通過相并聯(lián)的電阻R6和電容C3構成負反饋回路與反向輸出端連接；其非反向輸入端連接有接地的濾波電容C2，并通過電阻R7連接第二運算放大器的輸出端，通過電阻R5連接均流信號輸入端口；其輸出端接三極管Q1；

第三運算放大器，其反向輸入端接第二偏置電壓輸入端口，并連接接一個由電阻R9、電阻R8、電容C4、三極管Q1構成的通過電容C4充放電形成的交流信號網絡；其非反向輸出端接一參考電壓源Vref；其輸出端接反饋信號輸出端口。

所述的電阻R1、電容C1相并聯(lián)，電阻R1的一端與第一運算放大器的非反向輸入端相連接，另一端接地。

所述的電源采樣電壓輸入端口和第一偏置電壓輸入端口通過R3、R1和R2、R1的分壓電路為第一運算放大器的非反向端提供一疊加的電壓信號。

所述的第二運算放大器通過電阻R4進行電流采樣，并將采樣的電流信號轉變?yōu)殡妷盒盘枺坏诙\算放大器通過電阻R5將均流信號轉變?yōu)殡妷盒盘枴?/p>

所述的第二運算放大器的非反向輸入端依次連接電容C2的一端、電阻R7的一端，電阻R5的一端。

所述的電容C4的一端連接在相串聯(lián)的電阻R9、電阻R8之間，另一端接地；所述的三極管Q1為PNP，其第一端連接第二運算放大器的輸出端，第二端連接電阻R8的一端，第三端接地。

所述的第一運算放大器通過電阻R2、電源采樣電壓輸入端口采集電源模塊輸出的負電壓信號，并輸入給其非反向輸入端；第一運算放大器的非反向輸入端的采樣信號與偏置電壓疊加，當功率回路中輸出電流變大時，采樣電壓也變大，使得非反向輸入端電壓降低，當電流大到一定值時，非反向輸入端電壓低于反向電壓，運放第一運算放大器的輸出翻轉，輸出低電平使得使能端口拉低，電源模塊停止工作。

所述的第二運算放大器的非反向輸入端的輸入包括：通過電阻R4、電源采樣電壓輸入端口采集電源模塊輸出的負電壓信號，作為采樣信號；流信號輸入端口輸入的均流信號通過電阻R5轉變?yōu)殡妷盒盘枺鳛榫餍盘枺?/p>