变换器的反馈控制电路制造技术

本发明专利技术涉及开关电源中多个变换器模块输入串联输出并联的互联系统控制，尤其用于多个输入串联输出并联的变换器互联系统的控制方法及其中单个变换器的反馈控制电路。其中，本发明专利技术提供的一种变换器互联系统的均压控制方法，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，通过增大单个变换器的电压调整率，以通过单个变换器输入电流与输入电压正相关特性，来实现变换器互联系统的输入自动均压。当变换器模块输入串联输出并联后，若其输入电压比其它变换器模块高，则该变换器模块的输出电压略高于其它变换器模块，因此其输出电流也会增大，从而导致输入电流增大，输入电容的电压下降，最终与其他变换器模块的电压相等。

【技术实现步骤摘要】
变换器互联系统的均压控制方法及变换器的反馈控制电路
本专利技术涉及开关电源中多个变换器模块输入串联输出并联的互联系统控制，尤其用于多个输入串联输出并联的不对称半桥反激变换器互联系统的控制方法及其中单个变换器的反馈控制电路。
技术介绍
相同结构的功率变换器模块输入串联输出并联后，可得到输入电压比单个模块高，输出电流比单个模块大的系统。N个模块组合后的电源系统输入电压是单个模块最高输入电压的N倍，输出功率也是单个模块的N倍。因此，电源模块(又可称为变换器模块)输入串联输出并联可以用于输入电压高、输出电流大的场合。为了保证输入串联输出并联组合变换器正常工作，最稳妥的方法就是让各个变换器模块输入电容均压和输出电流均流。图1为N个变换器模块的输入串联输出并联组合而成的变换器互联系统，其中还包括并联在各个变换器两端的n个输入电容Cin。每个变换器模块内部结构是相同的，内部都含有独立的闭环控制电路，其功率级信号通过反馈环节1、光耦和反馈环节2，形成控制信号返回变换器的功率电路中。假设每个模块的变换效率为100％，输出功率不变，且输入电压恒定，则：Vin1Iin1＝VoIo1、Vin2Iin2＝VoIo2、……、VinNIinN＝VoIoN(1)式中的Vin1、Vin2……VinN分别为各模块的输入电容电压，Iin1、Iin2……IinN分别为各模块的输入电流，Io1、Io2……IoN为各个模块的输出电流，Vo为输出电压。稳态时，各个模块的输入电容电流平均值为零，因此各模块的输入电流是相等的，即Iin1＝Iin2＝……＝IinN。如果各个模块输出电流均流，即Io1＝Io2＝……＝IoN，由式(1)可得Vin1＝Vin2＝……＝VinN。这就说明：如果各模块输入电压相等，就可以保证输出电流相等。因此，在电源模块输入串联输出并联的系统中，输入均压是关键。如图2所示为变换器中传统的稳压闭环控制反馈电路，它是图1中单个变换器模块内部的闭环控制电路的反馈环节1那部分的电路，图2电路光耦OCA即是图1中单个变换器模块内部的闭环控制电路的光耦，变换器的输出电压采样信号通过光耦反馈通路反馈回变换器的输入端；光耦OCA的电流大小与功率级MOSFET的占空比相关，改变光耦OCA的电流大小可改变功率级MOFET的占空比，从而在改变功率级的输出电压。一种变换器的反馈控制电路，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，包括光耦OCA的二极管、电容C1、电阻R1、R2、R3和稳压芯片，其中，稳压芯片采用并联稳压集成电路TL431，TL431包括阴极、阳极和参考极三个引脚。光耦OCA二极管的阳极与电阻R1的一端连接，并引出用于与输出电压端连接；光耦OCA二极管的阴极与电阻R3的一端串联，电阻R3的另一端与TL431的阴极连接，TL431的阳极接地；电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地；TL431的参考极与电阻R2的一端连接；电容C1的一端与TL431的阴极连接，电容C1的另一端与电阻R1的另一端连接。该变换器的反馈控制电路的工作原理如下：正常工作时R2的电压为Vref(其中Vref代表TL431的参考电压)，当输出电压Vo不等于设定电压时，电阻R1与电阻R2的电流不相等，电容C1的电流不为0，电容C1持续充电或放电，TL431的阴极电压会改变，光耦OCA的电流也会变，从而通过功率级改变输出电压。直到输出电压等于电容C1的电流变为0，输出电压才恒定。但是，传统的单个变换器内部的闭环控制方法不能直接应用到输入串联输出并联的模块上，传统的控制方法无法保证输入均压。具体来说，请参阅图1、2所示，倘若有两个模块输入串联输出并联，由于两模块U1、U2在输入端是串联的，两模块U1、U2的输入电流Iin1、Iin2相等，两输入电压Vin1、Vin2之和是串并联系统的输入电压，两模块的输入电压之和是恒定的，在电路稳态的时候，假如某种扰动造成一个模块U1的输入电压Vin1升高，另外一个模块U2的输入电压Vin2会降低。对于输入电压升高的模块U1来说，为了实现输出稳压，现有技术的反馈环节1采用如图2所示的电路结构，是一种负反馈控制模式，即当输入电压Vin1变大时，由于电压调整率小，则输出电压Vo1的变化很小，输出电流Io1也变化很小，所以输出功率不发生变化，实现高的输出电压精度。但此时，由于输出功率不变，则输入功率也不变，那么模块U1在输入电压Vin1升高时，输入电流Iin1减小。由于两模块的输入端为串联结构，则Iin1+Icin1＝Iin2+Icin2，当Iin1减小时，Icin1会增大，从而导致Vcin1增大，即Vin1增大，在此反馈调整下，则导致模块U1的输入电压进一步增大，最终导致模块U1的输入电压持续增大，另外一个模块U2的输入电压持续降低，造成整个系统的不正常工作，甚至会使电压升高的模块损坏。因此，倘若使用传统的闭环控制方法，则变换器模块在输入串联输出并联后无法实现变换器互联系统的输入均压。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为解决现有变换器互联系统中的闭环控制模块输入串联输出并联电路存在的输入端无法均压的问题，提出了一种针对输入串联输出并联的变换器互联系统的闭环控制方法，既可实现单个变换器模块的独立闭环稳压控制，又可在多个输入串联输出并联的变换器互联情况下实现变换器互联系统的输入均压输出稳压。与此相应，本专利技术还提出了一种既可实现单个变换器模块的独立闭环稳压控制，又可在多个输入串联输出并联的变换器互联情况下实现变换器互联系统的输入均压输出稳压的单个变换器的反馈控制电路。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种变换器互联系统的均压控制方法，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，通过增大单个变换器的电压调整率，以通过单个变换器输入电流与输入电压正相关特性，来实现变换器互联系统的输入自动均压。优选的，所述增大单个变换器的电压调整率的方法，是通过增加单个变换器中输出电压的实际值与设定值之间的电压差，用于使输入电压在单个变换器的输出端产生跟随输入电压变化趋势的输出电压，输出电压直接生成补偿信号，该补偿信号通过光耦反馈通路反馈回单个变换器的输入端，以削弱单个变换器的输入端的扰动变化趋势。优选的，所述增设电压差步骤，增大单个变换器的电压调整率，使单个变换器的输出电压跟随输入电压的变化，但是输出电压的变化幅度小于输入电压的变化幅度。优选的，所述增设电压差步骤，增大单个变换器的电压调整率，使单个变换器具有当输入电压变大时，输出电压也跟着增大的特性。本专利技术还提供一种变换器的反馈控制电路，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，包括光耦OCA的二极管、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和稳压芯片，光耦OCA的二极管、电阻R3和稳压芯片依次串联在输出电压端与地端之间，形成占空比调节电路，用以通过改变光耦OCA的电流大小可改变主MOS管的占空比；电阻R1、电阻R2依次串联在输出电压端与地端之间，形成分压电路；电阻R2还并联在稳压芯片的两端，形成输出电压的设定参考量；电容C1并联在占空比调节电路与分压电路之间，其具体连接关系是，电容C1的一端连接在电阻R3和稳压芯片的串联连接点，电容C1的另一端连接在电阻R1和电阻R2的串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换器互联系统的均压控制方法，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，其特征在于：通过增大单个变换器的电压调整率，以通过单个变换器的输入电流与输入电压正相关特性，来实现变换器互联系统的输入自动均压，并且每个模块可以独立闭环稳压。

【技术特征摘要】
1.一种变换器互联系统的均压控制方法，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，其特征在于：通过增大单个变换器的电压调整率，以通过单个变换器的输入电流与输入电压正相关特性，来实现变换器互联系统的输入自动均压，并且每个模块可以独立闭环稳压。2.根据权利要求1所述的变换器互联系统的均压控制方法，其特征在于：所述增大单个变换器的电压调整率的方法，是通过增加单个变换器中输出电压的实际值与设定值之间的电压差，用于使输入电压在单个变换器的输出端产生跟随输入电压变化趋势的输出电压，输出电压变化引起输出电流变化，输出电流变化引起输入电流变化，以削弱单个变换器的输入端的扰动变化趋势。3.根据权利要求1或2所述的变换器互联系统的均压控制方法，其特征在于：所述增设电压差步骤，增大单个变换器的电压调整率，使单个变换器的输出电压跟随输入电压的变化，但是输出电压的变化幅度小于输入电压的变化幅度。4.根据权利要求1或2所述的变换器互联系统的均压控制方法，其特征在于：所述增设电压差步骤，增大单个变换器的电压调整率，使单个变换器具有当输入电压变大时，输出电压也跟着增大的特性。5.一种变换器的反馈控制电路，用于实现输入串联输出并联的多个变换器的系统闭环控制，包括光耦OCA的二极管、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和稳压芯片，光耦OCA的二极管、电阻R3和稳压芯片依次串联在输出电压端与地端之间，形成占空比调节电路，用以通过改变光耦OCA的电流大小可改变主MOS管的占空比；电阻R1、电阻R2依次串联在输出电压端与地端之间，形成分压电路；电阻R2还并联在稳压芯片的两端，形成输出电压的设定参考量；电容C1并联在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志燊，郭启利，刘湘，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44