[發明專利]并聯冗余電源的均流控制方法

無效

• 申請號: 201310719239.X
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103683479A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 汪祖民;鄭義
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

技術領域

本發明涉及電學領域，尤其涉及一種并聯冗余電源的均流控制方法。

背景技術

目前，高效率高可靠結構緊湊的電源一直是人們追求的目標，采用集成開關電源模塊實現穩壓并通過并聯供電增大功率的電源設計無疑是一種較好的設計選擇，且可以兼顧電源的冗余度。因為電源模塊間相互獨立工作，若其中任一模塊出現故障，不會立即導致供電中斷，而備用模塊在控制下可以迅速切入供電，恢復正常使用。電路設計時需采用均流技術，結合冗余結構實現容錯。

目前市場上主流的并聯電源方法有：

1.冗余結構：結構為目前最常用的冗余結構，旨在提升電源系統的可靠性及可維護性。即在電源系統中采用N+m個功能相同的電源模塊，N+m代表總模塊數，N代表提供電量所需模塊數，m代表冗余備份模塊數。

冗余結構可以使系統的可靠性大幅提高，但并不是意味著冗余模塊數量越多越好，若無限度的增加冗余模塊數量，會導致模塊處于輕載，造成資源浪費且系統連接更為復雜，維護成本更高，要適當考慮冗余模塊的數量才可行。

2.并聯均流方法：（1）人為指定一個主模塊來控制電壓，迫使其余模塊像電流源一樣工作。由于誤差電壓和負載電流成比例，所以誤差放大器會迫使所有模塊輸出等量電流來達到負載均衡。特點為結構簡潔，無須外圍控制電路，但從模塊均需與主模塊相連，使連線復雜，易產生噪聲，尤其若主模塊故障，系統將直接崩潰，有悖于冗余電源的設計初衷。

（2）外加均流控制法：此方法在每個模塊控制電路中需要特殊的控制器來檢測各模塊電流情況，如圖1所示，均流控制器輸出Uc與基準電壓Ur和反饋電壓Uf綜合后，輸出控制信號Uc，最終控制PWM和功率器件，從而實現均流。

上述兩種均流技術電路復雜以及電路穩定性差的不足。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而提出的一種并聯冗余電源的均流控制方法，解決了電路復雜以及電路穩定性差的不足的問題。

一種并聯冗余電源的均流控制方法，包括：均流母線分別與電源主模塊和備份模塊相連接，當電阻兩端電壓存在電壓差時，均流控制器分別比較母線與所述電源主模塊和備份模塊輸出的檢測電流，獲得均流控制器的電壓Uc；將均流控制器的電壓Uc和基準電壓Ur進行比較大小，獲得輸出電壓Ur’，并將該輸出電壓Ur’與反饋電壓Uf比較放大，獲得反饋電壓Ue，通過反饋電壓Ue來調節和控制所述電源主模塊和備份模塊的電壓，以實現對主回路電流的均流控制。

進一步的，在所述均流母線分別與電源主模塊和備份模塊相連接之前，電源上電復位后，分配主模塊和備份模塊；在并聯冗余電源使用過程中，當主模塊出現故障，單片機檢測到支路電壓突變時，單片機將備份模塊的開關端對應的I/O口輸出為低電平，啟動備份模塊進行供電，并將故障模塊對應的I/O口接入高電平，退出供電。

進一步的，在電源上電復位之前，還包括將電源主模塊和備用模塊與負載的連接線設置相同長度和橫截面的導線，并設置電源主模塊和備用模塊同時輸出的電壓加載在一個公共的接線端上。

本發明的效果：克服之前兩種均流技術電路復雜以及電路穩定性差的不足，保持供電模塊輸出電流強度保持不變，能夠很好地適應負載大小的變化。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明的實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的一種均流控制方法的電路結構圖；

圖2為本發明實施例提供的一種冗余電源切換的方法流程圖；

圖3本發明實施例提供的并聯冗余電源的均流控制方法的電路結構圖；

圖4位本發明實施例提供的電源負載連接示意圖。

具體實施方式

為使本發明的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述：

對于一些需要長時間不間斷操作、高可靠的系統，如基站通信設備、服務器等，往往需要高可靠的電源供應。冗余電源設計是其中的關鍵部分，在高可用系統中起著重要作用。冗余電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現故障時，其他電源可以立刻投入，不中斷設備的正常運行。