基于运放构成的负载均流电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于运放构成的负载均流电路，电流放大电路A1采集单模块输出电流并转换成电压信号，其输出电压信号，传送至电压跟随电路A3，其输出电压信号分别接入均流母线CS‑BUS端和电流误差调整电路A4的“+”输入端，同时偏置电压电路A2产生的偏置电压接入的电流误差调整电路A2“‑”输入端；电流误差调整电路A4输出电压信号端接入电压误差放大电路A5。本发明专利技术能克服现有技术（集成电路方案）中无法通过外围元器件调整内部电路其工作点，在一些特定的应用场合中能实现电气参数的最优化配置，实现各个模块负载电流均衡。

Load-sharing Circuit Based on Operational Amplifier

【技术实现步骤摘要】
基于运放构成的负载均流电路
本专利技术涉及一种负载均流电路，具体涉及一种基于运放构成的负载均流电路。
技术介绍
单台直流电源输出功率受制于半导体器件、磁性材料、体积、散热条件等因素的约制，其最大输出功率通常也只有几千瓦。但在实际应用中，直流远供电源局端设备往往需要提供高达数十千瓦的功率供区间用电设备使用。因此，在大功率供电应用场合常使用模块化的构造方案，采用多个同规格的模块式电源并联运行，以满足大功率负荷要求。但是电源输出功率的扩展，仅通过简单的并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。在电源并联扩流过程中，为了提高整个系统工作稳定性还需要采以下措施：（1）电源模块采用N＋1冗余的方案设计（局端框架图，见图1）；（2）采用自动均流技术方案，它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能力，又保证每个单元可靠工作（局端功率模块电路框图，见图2）。目前应用较为广泛的负载均流方案为最大电流均流法，控制方案市面常见有TI公司UCX907，UCCX9002系列芯片可供选择，但是由于该系列芯片内部集成一个固定倍率的电流采样放大器，无法通过外围电阻调整其输出电压增益，在一些特定的应用场合电气参数配置欠乏灵活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于运放构成的负载均流电路，解决现有技术中存在的问题，以实现各个模块负载电流均衡。本专利技术所采用的技术方案为：基于运放构成的负载均流电路，其特征在于：所述电路包括电流放大电路A1、偏置电压电路A2、电压跟随电路A3、电流误差调整电路A4、电压误差放大电路A5；电流放大电路A1采集单模块输出电流并转换成电压信号，其输出电压信号，传送至电压跟随电路A3，其输出电压信号分别接入均流母线CS-BUS端和电流误差调整电路A4的“+”输入端，同时偏置电压电路A2产生的偏置电压接入的电流误差调整电路A4“-”输入端；电流误差调整电路A4输出电压信号端接入电压误差放大电路A5。电流放大电路A1包括电阻R1、R2、R3、R4、运放U1A；电阻R1的一端与电流采样端CSB相连接,另一端与电阻R2串联，形成第一节点P1；电阻R2另一端与运放U1A的引脚1相连接，形成第四节点P4；电阻R3的一端与电流采样端CSA相连接,另一端与电阻R4串联，形成第二节点P2；电阻R4另一端接地；运放U1A的引脚2、3分别与节点P1、P2相连接；运放U1A的引脚4接地，引脚8与电压源VCC相连接。偏置电压电路A2包括电阻R5，R6；电阻R6的一端与端电压源2.5VREF相连接,另一端与电阻R5串联，形成第三节点P3；电阻R5的另一端与第四节点P4相连接。电压跟随电路A3包括二级管D1、运放U1B；二极管D1的正极、负极分别与运放U1B的引脚7、引脚6相连接；运放U1B的引脚5与节点P4相连接；运放U1B的引脚6与端点CS-BUS相连接，形成第十节点P10。电流误差调整电路A4包括电阻R7、R8、运放U2A；电阻R7一端与节点P3相连接，另一端与电阻R8串联，形成第五节点P5；电阻R8的另一端与运放U2A引脚1相连接，形成第六节点P6；运放U2A引脚3、引脚2分别与节点P10、P3相连接；运放U2A引脚4接地，引脚8与电压源VCC相连接。电压误差放大电路A5包括电阻R9、R10、R11、R12、R13、C1、运放U2B；电阻R9一端与节点P6相连接，另一端与电阻R10、R11串联，形成第七节点P7；电阻R10另一端接地；电阻R11另一端与电压源VREF相连接；电阻R12一端与端点VFB相连接,另一端与电阻R13串联，形成第八节点P8；电阻R13另一端与电容C1串联，电容C1另一端与运放U2B引脚7相连接，形成第九节点P9；运放U2B引脚5、引脚6分别与节点P7、P8相连接。本专利技术具有以下优点：（1）采样电流放大电路的电压增益，可以根据模块输出电流、采样电阻功耗灵活配置，实现电路参数配置最优化；（2）各模块最小均流域值，可以通过偏压电路设置，减少设备在空载、轻载发生振荡的现象。附图说明图1为局端电源系统框架图。图2为局端功率模块内部电路框图。图3为最大电流均流法内部电路框图。图4为最大电流均流法内部电路图。主要符号说明：（1）CSA—电流信号采样端；（2）CSB—电流信号采样端；（3）CS-BUS—系统均流母线端；（4）2.5VREF—电压源1；（5）VCC—电压源2；（6）VREF—电压源3；（7）VFB—模块主功率反馈电压；（8）EA-OUT—误差放大电路输出的控制电压；（9）GND—参考地。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及一种基于运放构成的负载均流电路，电路包括电流放大电路A1、偏置电压电路A2、电压跟随电路A3、电流误差调整电路A4、电压误差放大电路A5；电流放大电路A1采集单模块输出电流并转换成电压信号，其输出电压信号，传送至电压跟随电路A3，其输出电压信号分别接入均流母线CS-BUS端和电流误差调整电路A4的“+”输入端，同时偏置电压电路A2产生的偏置电压接入的电流误差调整电路A4“-”输入端；电流误差调整电路A4输出电压信号端接入电压误差放大电路A5。请参考图4，A1部分，所述电流放大电路A1包括电阻R1、R2、R3、R4、运放U1A。所述电阻R1的一端与所述电流采样端“CSB”相连接,另一端与所述电阻R2串联，形成第一节点“P1”。所述电阻R2另一端与所述的运放U1A，引脚1相连接，形成第四节点“P4”。所述电阻R3的一端与所述电流采样端“CSA”相连接,另一端与所述电阻R4串联，形成第二节点“P2”。所述电阻R4另一端接地（GND）。所述运放U1A,引脚2，3分别与所述的节点“P1”、“P2”相连接。所述运放U1A,引脚4接地（GND），引脚8与所述的电压源“VCC”相连接。电流采样信号从所述CSA、CSB端口输入，经所述运放U1A内部进行差分放大，电流放大信号从第四节点“P4”输出，输送至所述运放U1B。请参考图4，A2部分，所述偏置电压电路A2包括电阻R5、R6。所述电阻R6的一端与所述端电压源“2.5VREF”相连接,另一端与所述电阻R5串联，形成第三节点“P3”，所述电阻R5的另一端与所述第四节点“P4”相连接。电压源“2.5VREF”，经过所述电阻R5,R6串联分压，偏置电压从节点“P3”输出。请参考图4，A3部分，所述电压跟随电路A3包括二级管D1、运放U1B。所述二极管D1的正极、负极分别与所述运放U1B，引脚7、引脚6相连接。所述运放U1B的引脚5，与所述节点“P4”相连接。所述运放U1B的引脚6与所述端点“CS-BUS”相连接，形成第十节点“P10”。电流放大信号从节点“P4”输入，一路经所述运放U1B跟随缓冲，从节点“P10”输出，分别输送至所述运放U2A引脚3，所述端点“CS-BUS”。请参考图4，A4部分，所述电流误差调整电路A4包括电阻R7、R8、运放U2A。所述电阻R7一端与所述节点“P3”相连接，另一端与所述电阻R8串联，形成第五节点“P5”。所述电阻R8的另一端与所述运放U2A引脚1相连接，形成第六节点“P6”。所述运放U2A引脚3、引脚2分别与所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于运放构成的负载均流电路，其特征在于：所述电路包括电流放大电路A1、偏置电压电路A2、电压跟随电路A3、电流误差调整电路A4、电压误差放大电路A5；电流放大电路A1采集单模块输出电流并转换成电压信号，其输出电压信号，传送至电压跟随电路A3，其输出电压信号分别接入均流母线CS‑BUS端和电流误差调整电路A4的“+” 输入端，同时偏置电压电路A2产生的偏置电压接入的电流误差调整电路A4“‑” 输入端；电流误差调整电路A4输出电压信号端接入电压误差放大电路A5。

【技术特征摘要】
1.基于运放构成的负载均流电路，其特征在于：所述电路包括电流放大电路A1、偏置电压电路A2、电压跟随电路A3、电流误差调整电路A4、电压误差放大电路A5；电流放大电路A1采集单模块输出电流并转换成电压信号，其输出电压信号，传送至电压跟随电路A3，其输出电压信号分别接入均流母线CS-BUS端和电流误差调整电路A4的“+”输入端，同时偏置电压电路A2产生的偏置电压接入的电流误差调整电路A4“-”输入端；电流误差调整电路A4输出电压信号端接入电压误差放大电路A5。2.根据权利要求1所述的基于运放构成的负载均流电路，其特征在于：电流放大电路A1包括电阻R1、R2、R3、R4、运放U1A；电阻R1的一端与电流采样端CSB相连接,另一端与电阻R2串联，形成第一节点P1；电阻R2另一端与运放U1A的引脚1相连接，形成第四节点P4；电阻R3的一端与电流采样端CSA相连接,另一端与电阻R4串联，形成第二节点P2；电阻R4另一端接地；运放U1A的引脚2、3分别与节点P1、P2相连接；运放U1A的引脚4接地，引脚8与电压源VCC相连接。3.根据权利要求2所述的基于运放构成的负载均流电路，其特征在于：偏置电压电路A2包括电阻R5，R6；电阻R6的一端与端电压源2.5VREF相连接,另一端与电阻R5串联，形成第三节点P3；电阻R5的另一端与第四节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：于凤，于志军，朱铁栓，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61