[發(fā)明專利]一種共用電壓環(huán)的開關(guān)電源控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110617579.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113258751B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張佳;紀(jì)守軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢精能電子技術(shù)有限公司;武漢精測電子集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02J1/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

本發(fā)明公開了一種共用電壓環(huán)的開關(guān)電源控制電路。該開關(guān)電源控制電路包括多個輸出并聯(lián)的開關(guān)電源，每個開關(guān)電源包括電壓環(huán)控制電路和電壓環(huán)切換電路；電壓環(huán)控制電路用于對其所屬開關(guān)電源的輸出電壓進(jìn)行反饋控制；電壓環(huán)切換電路用于接收控制信號并根據(jù)控制信號進(jìn)行響應(yīng)，使得只有其中一個開關(guān)電源的電壓環(huán)控制電路生效，并且使得其他開關(guān)電源共用該有效的電壓環(huán)控制電路。本發(fā)明的開關(guān)電源控制電路，在執(zhí)行開關(guān)電源并聯(lián)輸出功能時，控制精度高，響應(yīng)速度快，容易實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種共用電壓環(huán)的開關(guān)電源控制電路。

背景技術(shù)

在開關(guān)電源設(shè)計和使用過程中，受制于體積、器件極限或使用方式等因素的影響，單體開關(guān)電源的電壓、電流或功率等指標(biāo)會有一定的上限值，在使用時往往需要將多個單體開關(guān)電源按照串聯(lián)或并聯(lián)等方式組合起來使用，從而實現(xiàn)更高的電壓或更大的電流輸出的目的。

多個單體開關(guān)電源組合使用時，將每個單體開關(guān)電源稱為電源模塊。多個恒壓輸出型的電源模塊并聯(lián)輸出時輸出電流相疊加，可以獲得更大的總輸出電流，但總輸出的電壓并不能疊加，而是與每個電源模塊都相關(guān)，因此在電源模塊并機(jī)時需要考慮總輸出電壓的電壓環(huán)控制方式，以實現(xiàn)輸出電壓精準(zhǔn)可控、靈活性強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)快等目的。

現(xiàn)有技術(shù)中主要有以下控制方式。

控制方式1：多個恒壓輸出型的電源模塊并聯(lián)輸出時，針對電壓控制不做處理，此時總輸出的電壓是由輸出電壓最高的電源模塊來決定的。該方案可能存在如下兩個問題：

一，輸出電壓最高的電源模塊在因重載或限流等原因?qū)е码妷合陆禃r，該電源模塊的輸出電壓可能會低于輸出電壓第二高的電壓模塊，此時，總輸出電壓的電壓將由原輸出電壓第二高的電壓模塊來決定，在此切變的過程中，總輸出電壓將可能會出現(xiàn)一個跌落，同理在恢復(fù)原正常狀態(tài)時，總輸出電壓又將可能會出現(xiàn)一個階躍，由此導(dǎo)致的總輸出電壓變化不線性、質(zhì)量不高。

二，輸出電壓精度差。在絕大多數(shù)情況下，設(shè)計人員并不會對電源模塊的額定輸出電壓做特殊處理，針對總數(shù)量趨近于無窮多的電源模塊實際額定輸出電壓做統(tǒng)計分析，在電壓下限值-額定電壓值-電壓上限值這個區(qū)間中，樣本應(yīng)呈現(xiàn)出正態(tài)分布的特性，如圖1所示。

多個恒壓輸出型電源模塊并聯(lián)輸出時的總輸出的電壓總是由輸出電壓最高的電源模塊來決定的，因為恒壓輸出型開關(guān)電源的電壓環(huán)是負(fù)反饋系統(tǒng)，輸出較低的電源模塊的電壓環(huán)均處于失效但并未被關(guān)閉的狀態(tài)。多個恒壓輸出型電源模塊并聯(lián)輸出時，電源模塊數(shù)量越趨近于無窮大，出現(xiàn)某個電源模塊的額定輸出電壓接近電壓上限的可能性就越大，即電源模塊數(shù)量越多，總輸出電壓接近電壓上限的可能性就越大，因此，在此方案中，多個電源模塊并聯(lián)的總輸出電壓隨著模塊并聯(lián)數(shù)量越多就越容易偏離額定電壓值，精度越差。

控制方式2：多個恒壓輸出型的電源模塊并聯(lián)輸出時，設(shè)定其中某個電源模塊為主機(jī)電源模塊，并設(shè)定該電源模塊保持恒壓輸出，與其并聯(lián)的其他電源模塊設(shè)定為從機(jī)電源模塊，并設(shè)置為恒流輸出模式，即讓從機(jī)電源模塊的電壓環(huán)失效，該種方式也可以得到恒壓的并聯(lián)總輸出，該方案可能存在以下問題：

一，從機(jī)電源模塊均工作在單電流環(huán)模式，無法采集到并聯(lián)總輸出電壓的變化，在電壓動態(tài)響應(yīng)測試或應(yīng)用時，無法實時進(jìn)行調(diào)整或響應(yīng)速度慢，動態(tài)響應(yīng)效果差。

二，主機(jī)電源模塊和從機(jī)電源模塊在環(huán)路上需要單獨區(qū)分，可能存在硬件差異，需要在焊接或裝配時作出區(qū)分，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種共用電壓環(huán)的開關(guān)電源控制電路，在執(zhí)行開關(guān)電源并聯(lián)輸出功能時，通過電壓環(huán)切換電路，可以選擇一個開關(guān)電源的電壓環(huán)控制電路來控制所有開關(guān)電源的輸出，控制精度高，響應(yīng)數(shù)度快，容易實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種共用電壓環(huán)的開關(guān)電源控制電路，包括多個輸出并聯(lián)的開關(guān)電源，每個開關(guān)電源均包括電壓環(huán)控制電路和電壓環(huán)切換電路；