[發明專利]一種電源并聯均流的控制方法、裝置、設備及可讀介質

有效

• 申請號: 202011181542.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112271916B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 劉路
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02J1/10;G06F1/26
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤;張元

本發明公開了一種電源并聯均流的控制方法，包括以下步驟：獲取反饋電壓，并將反饋電壓和參考電壓之和作為外環電壓輸入到若干并聯的誤差調節器中；對經過誤差調節器和電源輸出的電流進行采樣，得到采樣電流；基于若干采樣電流得到內環電流并將其耦合到若干并聯的誤差調節器中；以及響應于外環電壓或內環電流變換量超過閾值，誤差調節器對外環電壓或內環電流進行調節。本發明還公開了一種電源并聯均流的控制裝置、計算機設備和可讀存儲介質。本發明使多個模塊并聯組成閉環控制系統，并將線路阻抗作為反饋量參與并聯模塊的控制，動態調整模塊間的電流，達到電流平衡的目的，提高系統的穩定性。

技術領域

本發明涉及電源電壓控制技術領域，尤其涉及一種電源并聯均流的控制方法、裝置、設備及可讀介質。

背景技術

隨著人工智能業務的高速發展，AI服務器逐漸成為市場的重要角色。由于處理器是CPU+GPU的組合，功耗很大，AI服務器系統內一般采用54V供電方案。PSU輸出的54V電源給GPU板與主板供電，主板是12V供電拓撲，需要加一級54V轉12V供電模塊。當服務器功率較大時，供電模塊需多個并聯使用。

實際中的并聯模塊，其功率等級和控制參數存在一定的誤差，導致每個模塊所分擔的電流并不是完全相等，如果對負載電流不采取特殊的分配手段，那么有可能出現一個或多個模塊分擔過多電流的情形，結果就可能導致某個模塊的熱應力過大，系統的穩定性降低。

現有技術中，每一個并聯模塊是一個閉環的電源系統，放置在PCB板上采用“硬并聯”方式，即輸入引腳Vin與輸出引腳Vout分別連接在一起，通過下垂電流共享方法實現均流。下垂均流法是依據對模塊輸出阻抗的外部調節，或輸出電壓的內部負反饋來實現對模塊輸出外特性斜率的控制。如圖1所示，其中，Uo1、Uo2為模塊1、模塊2的開路輸出電壓；Zo1、Zo2為模塊1、模塊2的內阻；Zout1、Zout2為模塊1、模塊2的線路阻抗；ZL為負載阻抗；Ubus為母線電壓或交匯點電壓；設Z11＝Zo1+Zout1，Z22＝Zo2+Zout2，經過推導可得出Io1、Io2的表達式如下：

Io1＝(Uo1-UBus)/Z11＝[Z22Uo1+ZL(Uo1-Uo2)]/[Z11Z22+ZL(Z11+Z22)]

Io2＝(Uo2-UBus)/Z22＝[Z11Uo2-ZL(Uo1-Uo2)]/[Z11Z22+ZL(Z11+Z22)]

可以看出，在負載阻抗不變的情況下，Io1、Io2的值可以通過改變Z11、Z22或Uo1、Uo2來調節，即下垂均流法的原理。

因為并聯模塊本身的下垂特性，Vout會在0-滿載輸出時有幾百mV的下降，造成負載調整率有所降低。雖然各模塊內部具有電流負反饋和電壓閉環控制，但多個模塊并聯無外部控制器，屬于開環系統，尤其是在負載電流變化較快時，均流特性會很差。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種電源并聯均流的控制方法、裝置、設備及可讀介質，使多個模塊并聯組成閉環控制系統，并將線路阻抗作為反饋量參與并聯模塊的控制，動態調整模塊間的電流，達到電流平衡的目的，提高系統的穩定性。

基于上述目的，本發明實施例的一方面提供了一種電源并聯均流的控制方法，包括以下步驟：獲取反饋電壓，并將反饋電壓和參考電壓之和作為外環電壓輸入到若干并聯的誤差調節器中；對經過誤差調節器和電源輸出的電流進行采樣，得到采樣電流；基于若干采樣電流得到內環電流并將其耦合到若干并聯的誤差調節器中；以及響應于外環電壓或內環電流變換量超過閾值，誤差調節器對外環電壓或內環電流進行調節。

在一些實施方式中，還包括：對與電源串聯的線路阻抗前后電壓值進行采樣，將線路阻抗前后電壓的差值作為采樣電壓；將采樣電壓和采樣電流的比值作為正反饋量輸入到誤差調節器中。

在一些實施方式中，還包括：將輸出端引腳接到一起，形成公共的輸出母線，并接入熱插拔保護電路。