一種用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提出一種用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，該均流線路包含輸出電壓采樣線路，用于輸出電壓閉環(huán)控制的參考電壓元件，跨接在電壓變換器輸出回路負(fù)端阻抗上的反映負(fù)載電流的電壓信號(hào)檢測(cè)、濾波線路，與輸出采樣線路、參考電壓、和反映負(fù)載電流的電壓信號(hào)相耦合的供調(diào)節(jié)輸出電壓的負(fù)反饋誤差放大器。本實(shí)用新型專利技術(shù)使多個(gè)電源的輸出可以直接并聯(lián)使用，而不需要外加均流線路，拓寬了電源的應(yīng)用范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該線路簡(jiǎn)單且成本低。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別是涉及一種電壓變換器的并聯(lián)均流線路。
技術(shù)介紹
開關(guān)電源是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中比不可少的關(guān)鍵部件。開關(guān)電源的作用是把輸入電壓變換成為符合負(fù)載要求的輸出電壓。開關(guān)電源一般具備輸出電壓的設(shè)定和調(diào)整功能。當(dāng)輸入電壓或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，開關(guān)電源的輸出電壓由其內(nèi)部的控制器通過(guò)反饋、前饋等手段對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制，保證輸出電壓始終在負(fù)載要求的范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)載需要的功率超出一個(gè)給定的開關(guān)電源所能提供的功率時(shí)，多個(gè)開關(guān)電源的·并聯(lián)運(yùn)行成為一種需要。另一種對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的要求是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源的冗余，使得在部分開關(guān)電源出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作。實(shí)現(xiàn)多個(gè)電壓變換器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的均流一般有兩種方案。第一種方案是增加一個(gè)并聯(lián)電壓變換器間公用的均流母線，每個(gè)模塊在接受到該母線信號(hào)后通過(guò)各自內(nèi)置的均流調(diào)節(jié)器將輸出電流調(diào)節(jié)到更接近母線信號(hào)所代表的電流幅度。第二種方案是在電壓變換器設(shè)計(jì)時(shí)使其輸出電壓隨著負(fù)載電流的升高而自動(dòng)下降，無(wú)須電壓變換器之間的通信，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流。第一種方案比較復(fù)雜，要求的空間大，成本較高。第二種方案是檢測(cè)負(fù)載電流，然后將反映負(fù)載電流的檢測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓或輸出電壓的反饋信號(hào)綜合，從而達(dá)到隨負(fù)載變化改變輸出電壓的目的。在第二種方案中，負(fù)載電流(直流電流)的檢測(cè)方案一般有三種在輸出回路串聯(lián)霍爾電流傳感器；在輸出回路串聯(lián)電流檢測(cè)電阻；或直接利用電壓變換器輸出電感上的電壓信號(hào)。第一種方法成本高，需要的空間大；第二種方法在輸出電流較大的電壓變換器中造成過(guò)大的損耗；第三種方法需要采用差分放大器把位于電壓變換器輸出正端回路的輸出電感上的電壓變換成為以輸出負(fù)端為參考點(diǎn)的信號(hào)，對(duì)差分放大器的性能要求較高。圖I所示為采用上述第三種負(fù)載電流檢測(cè)的方法，即利用回路阻抗實(shí)現(xiàn)均流的電壓變換器。輸出電壓經(jīng)過(guò)由阻抗Z5和Z6構(gòu)成的電壓采樣線路分壓后連接到誤差放大器EA的一個(gè)輸入端；誤差放大器EA的另一個(gè)輸入端通過(guò)阻抗Zla與一個(gè)參考電壓源V_ref耦合，同時(shí)通過(guò)阻抗Zlb與經(jīng)過(guò)差分放大器AMP放大后的負(fù)載電流信號(hào)相耦合。反映負(fù)載電流幅度的差分放大器AMP的輸出信號(hào)隨負(fù)載電流的上升而下降，減小輸出電壓的設(shè)定值。誤差放大器的輸出電壓V_adj通過(guò)后續(xù)線路控制電壓變換器中功率開關(guān)器件的開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間的比例或開關(guān)頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。本技術(shù)提出的是一種將電壓變換器輸出濾波電感置于輸出負(fù)端回路中，直接利用其上電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)電壓變換器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)均流的一種線路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供一種易實(shí)現(xiàn)、成本低的電壓變換器的并聯(lián)均流線路。本技術(shù)通過(guò)下述線路來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的一種用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，該均流線路包含輸出電壓采樣線路，用于輸出電壓閉環(huán)控制的參考電壓元件，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路，與輸出采樣線路、參考電壓元件、和電壓檢測(cè)線路相耦合的供調(diào)節(jié)輸出電壓的負(fù)反饋誤差放大器。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗由置于電壓變換器負(fù)端回路的用于輸出濾波的第一電感的阻抗及輸出負(fù)端回路的線路阻抗構(gòu)成。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的 并聯(lián)均流線路，其特征在于，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路由一個(gè)第一阻抗和一個(gè)第二阻抗串聯(lián)構(gòu)成。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路經(jīng)一個(gè)第三阻抗與誤差放大器的第一輸入端相耦合。 優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，參考電壓元件經(jīng)一個(gè)第四阻抗與誤差放大器的第一輸入端相f禹合。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，參考電壓元件經(jīng)一個(gè)第五阻抗與輸出電壓米樣線路相f禹合。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，輸出電壓采樣線路和誤差放大器的第二輸入端相f禹合。優(yōu)選地，上述用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，誤差放大器的接地端連接到位于所述第一電感的電流流出端。附圖說(shuō)明圖I :傳統(tǒng)利用輸出濾波電感壓降的并聯(lián)均流傳統(tǒng)線路示意圖。圖2 :置輸出濾波電感于負(fù)端回路的并聯(lián)均流線路示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖給出本技術(shù)較佳的一個(gè)實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本技術(shù)的技術(shù)方案。本技術(shù)提供一種易實(shí)現(xiàn)、成本低的電壓變換器并聯(lián)均流運(yùn)行的線路。圖2中的實(shí)施線路包含與電壓變換器輸出正、負(fù)端耦合的輸出分壓線路10，供輸出電壓調(diào)節(jié)用的參考電壓源20，為實(shí)現(xiàn)并聯(lián)均流的負(fù)載電流檢測(cè)線路30，輸出電壓誤差調(diào)節(jié)放大器40，和包含功率開關(guān)器件的電壓變換器功率線路50。輸出分壓線路10由阻抗Z6和Z7串聯(lián)構(gòu)成。Z6和Z7的直流分壓比相對(duì)于參考電壓的電壓值決定輸出電壓的設(shè)定點(diǎn)。Z6和Z7的交流阻抗的設(shè)計(jì)決定于閉環(huán)控制環(huán)路的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，不屬于本技術(shù)討論的范疇。經(jīng)Z6和Z7分壓后的信號(hào)V_sen耦合到誤差放大器EA的負(fù)輸入端。誤差放大器EA的正輸入端經(jīng)阻抗Z3與電壓檢測(cè)線路30耦合，經(jīng)阻抗Z4與參考電壓20 f禹合。誤差放大器正輸入端的電位V_ea+與上述分壓線路的輸出信號(hào)V_sen相比較。誤差調(diào)節(jié)器的增益是很大的，因此可以認(rèn)SV_ea+ = V_sen。當(dāng)負(fù)載電流上升時(shí)，其在電感L_out的等效電阻R_L上的直流電壓降也隨之上升，極性如圖2所示。該直流電壓經(jīng)過(guò)由Zl和Z2構(gòu)成的濾波環(huán)節(jié)生成與負(fù)載電流成正比的V_isen信號(hào)。V_isen的信號(hào)相對(duì)于輸出地為負(fù)極性。當(dāng)V_isen的負(fù)值增大時(shí)，通過(guò)Z3使V_ea+下降，因而閉環(huán)控制使V_sen也變低，對(duì)應(yīng)的輸出電壓就下降，達(dá)到了在負(fù)載電流上升時(shí)輸出電壓下降，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)均流的目的。由于R_L上的信號(hào)往往比較小，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可能不足以提供需要的輸出電壓相對(duì)于負(fù)載電流的變化幅度。Z5阻抗的作用是加強(qiáng)輸出電壓隨負(fù)載電流上升而下降。在上述的V_sen隨負(fù)載增加而下降時(shí)，Z5上的由參考電壓源流入Z5的電流將增加。對(duì)于一定的V_sen, Z5中電流的增加將使由輸出端流入Z6的電流減少，因而輸出電壓進(jìn)一步下降。雖然以上描述了本技術(shù)的具體實(shí)施線路，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本技術(shù)的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施線路做出多種變更或修改。因此，本技術(shù)的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。·權(quán)利要求1.一種用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，該均流線路包含輸出電壓采樣線路，用于輸出電壓閉環(huán)控制的參考電壓元件，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路，與輸出采樣線路、參考電壓元件、和電壓檢測(cè)線路相耦合的供調(diào)節(jié)輸出電壓的負(fù)反饋誤差放大器。2.如權(quán)利要求I所述的用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗由置于電壓變換器負(fù)端回路的用于輸出濾波的第一電感的阻抗及輸出負(fù)端回路的線路阻抗構(gòu)成。3.如權(quán)利要求I所述的用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路由一個(gè)第一阻抗和一個(gè)第二阻抗串聯(lián)構(gòu)成。4.如權(quán)利要求I所述的用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路經(jīng)一個(gè)第三阻抗與誤差放大器的第一輸入端相耦合。5.如權(quán)利要求I所述的用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，其特征在于，參本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電壓變換器的并聯(lián)均流線路，該均流線路包含輸出電壓采樣線路，用于輸出電壓閉環(huán)控制的參考電壓元件，跨接在電壓變換器輸出負(fù)端回路阻抗上的電壓檢測(cè)線路，與輸出采樣線路、參考電壓元件、和電壓檢測(cè)線路相耦合的供調(diào)節(jié)輸出電壓的負(fù)反饋誤差放大器。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏槐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇兆能電子有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：