一种适用于大功率开关电源并联均流的线路及方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于大功率开关电源并联均流的线路及方法，包括变压器，变压器前级为常用的有源钳或双正激，变压器后级由整流管、电感、输出电容、均流采样电路、均流调节电路、采样反馈电路组成；本发明专利技术降低了均流误差，将基准误差从±1.5%，减低到±0.48%，提高了多个电源模块并联均流的精度，改善了闭环环路带宽和增益，提高了电源模块的可靠性，稳定性，瞬态响应。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大功率开关电源并联均流的线路及方法
本专利技术属于电子电器领域，涉及多个大功率开关电源，具体涉及一种适用于大功率开关电源并联均流的线路及方法。
技术介绍
随着半导体各种性能的提升，对开关电源的要求越来越高，高功率密度，高可靠性，小体积，系统化是开关电源发展的主流方向，单一功率的电源模块越来越不能满足现在系统级的要求，多个大功率开关电源电源模块并联成为开关电源技术发展的重点，与单个电源供电相比，并联供电系统能够使系统保持较高的可靠性，根据需要配置冗余系统，实现电源容量的可扩充，实现高效率，降低成本，实现电源模块的标准化和模块化等。在一个系统中，由于系统所需电源容量的大幅度提升，热应力和电流应力造成了电源模块的热不均衡，使电源模块的使用寿命大幅度降低，单个电源模块的体积也大幅度提高，电源模块的利用率也不高，而且电源模块不能扩容，使用不灵活，当电源出现故障时，使整个系统停止工作，给系统工作稳定性造成了很大的隐患。针对单一电源的缺陷性，并联均流成为市场所需，使各个电源模块承受的电流能够自动平衡，实现均流，当负载切换时，瞬态响应好，并且带宽要小，减小噪声，是均流设计的基本要求。目前常用的大功率并联均流线路采用UC2907,UCC29002等均流控制芯片的后级控制均流方法，在正常工作过程中，均流总线PR通过监控每个电源模块的输出电流可以确定输出电流最大的电源模块，并把它定为主控模块,PR端通过与其它电源模块的采样电压比较，通过内部的调整放大器，调节其他电源模块的基准电压，从而调节各个电源模块的输出电流，使各电源模块的输出电流平衡。当另一个电源模块的输出电流变为最大时，均流总线将这个电源模块定位主控电源模块，调节其它电源模块的输出电压，使各个电源模块的输出电流在一定的误差范围之内。上述存在以下缺点：1、均流精度不高，UC2907的基准电压精度为2±1.5%，而调节各个电源模块的输出电压就是主控电压与各个电源模块的采样电压的比较，经过调整放大器控制三极管的开通与关断，调节UC2907的基准电压，而基准电压的精度的误差较大，导致输出电压的误差加大，使电源模块的均流不平衡度加大，尤其是多个电源模块并联均流时更加明显。2、闭环环路带宽窄，在高低温（-40℃~85℃）状态下，电源模块稳定性较差，多个电源模块并联时，较窄的带宽造成带宽裕量不足，电源模块很容易发生自激，啸叫，输出电压虚高等不稳定现象，给电源模块的批量生产造成了较大的麻烦。3、均流调节范围受限，输出电流采集和均流精度不能调节。不能根据电源模块所需，自由的调节，比如不同功率电源模块的并联。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述存在的均流精度不高和均流调节范围受限的现象，提供了一种适用于大功率开关电源并联均流的线路。本专利技术采用如下技术方案：一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，包括变压器，变压器前级为常用的有源钳或双正激，变压器后级由整流管、电感、输出电容、均流采样电路、均流调节电路、采样反馈电路组成；变压器B1一端分别与整流管D1阳极、电阻R1的一端连接，电阻R1另一端与电容C1的一端连接，整流管D1的阴极分别与整流管D2阴极、电阻R2、电容C1的另一端、及电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容CN1一端、采样反馈电路一端、及均流调节电路一端连接，电容CN1另一端与采样反馈电路另一端相接后回到变压器的另一端，均流调节电路与均流采样电路串联后回到变压器的另一端，电阻R2与电容C2串联后与整流管D2的阳极相接回到变压器的另一端。均流采样电路由运算放大器IC3、二极管D3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电流采样电阻R18和电容C6组成；变压器分别与电流采样电阻R18一端、电阻R16一端连接，电流采样电阻R18另一端分别与IC3运算放大器的4脚、电阻R17的一端相接，电阻R17另一端接到运算放大器IC3的3脚，IC3运算放大器的4脚接地，其中，运算放大器IC3的8脚接供电，运算放大器IC3的1、2、3脚为一组，1脚输出，2脚输入负，3脚输入正，运算放大器IC3的5、6、7脚为另一组，5脚输入正，6脚输入负，7脚输出，电阻R16另一端分别与运算放大器IC3的2脚、电容C6相接，电容C6与电阻R14串联后与运算放大器IC3的1脚相接，运算放大器IC3的1脚通过R15接到运算放大器IC3的2脚，运算放大器IC3的1脚连接到运算放大器IC3的5脚采样VR，运算放大器IC3的6脚与D3的阴极PR均流端相接，运算放大器IC3的7脚与二极管D3的阳极相接。进一步的，二极管D3采用多个二极管D3串联或并联，用硅二极管和锗二极管串联或并联。均流调节电路由运算放大器IC4、三极管T1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R19、电容C7和电容C5组成；运算放大器IC4的8脚接供电，运算放大器IC4的4脚接地，3脚输入正，1脚输出，运算放大器IC4的5脚输入正，6脚输入负，7脚输出都不接，空脚。均流采样电路运算放大器IC3的5脚采样VR连接到运算放大器IC4的2脚，均流采样电路PR均流端连接到运算放大器IC4的3脚并输出，运算放大器IC4的1脚接到三极管T1基极输出，运算放大器IC4的1脚输出电压到电阻R10，电阻R10与电阻R11串联，电阻R11与三极管T1的C极相接，三极管T1的E极接电阻R12，通过电阻R12接地；电阻R19和电容C7串联后线路的两端对应接到电阻R10和电阻R11串联线路的两端，电阻R10、电阻R19输出电压+Vo，电容C5两端接到三极管T1的C、E两极。采样反馈电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R13、电容C3、电容C4、光电耦合器IC1和可编程精密电压基准TL431IC2组成；输出电压+Vo连接电阻R3、电容C3和电阻R8，电容C3和电阻R4串联后的两端对应连接到电阻R3两端对电阻R3滤波，电阻R3与光电耦合器IC1连接，电阻R5连接到光电耦合器IC1两端分流，光电耦合器IC1连接到可编程精密电压基准TL431IC2的负极，可编程精密电压基准TL431IC2的正极接地，电阻R6和电容C4串联，电阻R6另一端接到可编程精密电压基准TL431IC2的负极，电容C4另一端接到可编程精密电压基准TL431IC2的基准端，组成阻容网络实现对可编程精密电压基准TL431IC2的相位补偿，电阻R7分别与电阻R9和电阻R13连接实现输出电压的可调，其中，电阻R8和电阻R9串联连接到电阻R7的基准Vref组成调试电压的上偏电阻，电阻R13通过电阻R7的基准Vref组成调试电压的下偏电阻，电阻R7的另一端与电容C4另一端相接。一种采用上述线路适用于大功率开关电源并联均流的方法，具体包括以下步骤：当单个电源模块运行时，变压器经过能量转换将前级电压转换到后级，通过采样反馈电路获得电源模块所需的电压，均流调节电路和均流采样电路不工作；而当多个电源模块并联时，均流采样电路采集到所需的电压，通过多个电源模块电压的比较，将均流采样电压提供给均流调节电路，均流调节电路通过调节采样反馈电路的电阻，调节输出电压，从而改变电源模块的输出电流，实现电源模块均流。其中，均流采样电路将电流转换为电压，同时在对电源模块的采样电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，包括变压器，变压器前级为常用的有源钳或双正激，其特征在于：变压器后级由整流管、电感、输出电容、均流采样电路、均流调节电路、采样反馈电路组成；变压器B1一端分别与整流管D1阳极、电阻R1一端连接，电阻R1另一端与电容C1的一端连接，整流管D1的阴极分别与整流管D2阴极、电阻R2、电容C1的另一端、及电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容CN1一端、采样反馈电路一端、及均流调节电路一端连接，电容CN1另一端与采样反馈电路另一端相接后回到变压器的另一端，均流调节电路与均流采样电路串联后回到变压器的另一端，电阻R2与电容C2串联后与整流管D2的阳极相接回到变压器的另一端，完成回路。

【技术特征摘要】
1.一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，包括变压器，变压器前级为常用的有源钳或双正激，其特征在于：变压器后级由整流管、电感、输出电容、均流采样电路、均流调节电路、采样反馈电路组成；变压器B1一端分别与整流管D1阳极、电阻R1一端连接，电阻R1另一端与电容C1的一端连接，整流管D1的阴极分别与整流管D2阴极、电阻R2、电容C1的另一端、及电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容CN1一端、采样反馈电路一端、及均流调节电路一端连接，电容CN1另一端与采样反馈电路另一端相接后回到变压器的另一端，均流调节电路与均流采样电路串联后回到变压器的另一端，电阻R2与电容C2串联后与整流管D2的阳极相接回到变压器的另一端，完成回路。2.如权利要求1所述的一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，其特征在于：均流采样电路由运算放大器IC3、二极管D3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电流采样电阻R18和电容C6组成；变压器分别与电流采样电阻R18一端、电阻R16一端连接，电流采样电阻R18另一端分别与IC3运算放大器的4脚、电阻R17的一端相接，电阻R17另一端接到运算放大器IC3的3脚，IC3运算放大器的4脚接地，其中，运算放大器IC3的8脚接供电，运算放大器IC3的1、2、3脚为一组，1脚输出，2脚输入负，3脚输入正，运算放大器IC3的5、6、7脚为另一组，5脚输入正，6脚输入负，7脚输出，电阻R16另一端分别与运算放大器IC3的2脚、电容C6相接，电容C6与电阻R14串联后与运算放大器IC3的1脚相接，运算放大器IC3的1脚通过R15接到运算放大器IC3的2脚，运算放大器IC3的1脚连接到运算放大器IC3的5脚采样VR，运算放大器IC3的6脚与D3的阴极PR均流端相接，运算放大器IC3的7脚与二极管D3的阳极相接。3.如权利要求2所述的一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，其特征在于：二极管D3采用多个二极管D3串联或并联，用硅二极管和锗二极管串联或并联。4.如权利要求1所述的一种适用于大功率开关电源并联均流的线路，其特征在于：均流调节电路由运算放大器IC4、三极管T1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R19、电容C7和电容C5组成；运算放大器IC4的8脚接供电，运算放大器IC4的4脚接地，3脚输入正，1脚输出，运算放大器IC4的5脚输入正，6脚输入负，7脚输出都不接，空脚；均流采样电路运算放大器IC3的5脚采样VR连接到运算放大器IC4的2脚，均流采样电路PR均流端连接到运算放大器IC4的3脚并输出，运算放大器IC4的1脚接到三极管T1基极输出，运算放大器IC4的1脚输出电压到电阻R10，电阻R10与电阻R11串联，电阻R11与三极管T1的C极相接，三极管T1的E极接电阻R12，通过电阻R12接地；电阻R19和电容C7串联后线路的两端对应接到电阻R10和电阻R11串联线路的两端，电阻R10、电阻R19输出电压+Vo，电容C5两端接到三极管T1的C、E两极。5.如权利要求1所述的一种适用于大功率开关电源并联均流的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，刘吉海，齐福淼，
申请(专利权)人：天水七四九电子有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62