电源输出端二极管压降的补偿电路及补偿方法技术

本发明专利技术提出一种电源输出端二极管压降的补偿电路和补偿方法，其特征是直接采集隔离二极管两端的压降，利用电源的补偿端将二极管的压降叠加在输出电压上，使得调整后的输出电压经过隔离二极管降压后变成所需要的电压值；其间，利用１∶１放大器来隔离采样点与电源的补偿端。直流母线与电源之间没有倒灌回路，当几个电源模块并联输出的时候，不会出现相互干扰。由于没有将外部的隔离二极管纳入电源内部的补偿环路，因而不用改变电源内部的补偿环路参数，保证了电源能够稳定工作，免受外部干扰。补偿值和补偿精度不受电源内部参数的影响，只与差动放大器的精度有关；兼容性较好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Compensation circuit and compensation method for diode voltage drop of power supply output terminal

The invention provides a compensating circuit and method for power output terminal of the diode voltage drop, which is characterized in that the pressure drop of direct acquisition of isolating diode, diode end pressure drop is superimposed on the output voltage by the power compensation, the output voltage adjusted after isolation step-down diode into the needed voltage value; in the meantime, to isolation compensating end sampling point and power amplifier using 1: 1. There is no backward flow loop between the DC bus and the power supply, and when several power modules are connected in parallel, no mutual interference will occur. Because the external isolation diode is not included in the compensation loop of the power supply, the compensation loop parameter of the power supply is not changed, so that the power supply can work stably and is free from external interference. The compensation value and the compensation accuracy are not affected by the internal parameters of the power supply, but are only related to the accuracy of the differential amplifier, and the compatibility is better. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，用于对具有闭环补偿功能的电源的输出端隔离二极管(D)的压降(V’)进行补偿。采用二极管隔离电源的方式，由来已久。从数十千瓦功率的大型供电系统到一般的板上电源，都会使用这种方式，特别是在模块电源并联备份输出的时候。对二极管压降的补偿，大致可以分为两种1)开环补偿根据二极管的资料，确定具体应用情况下的压降变化范围，然后按照中间值进行补偿。输出可调的电源都设有调节管脚，通用标识为TRIM。通过外接电阻将TRIM端与输出相连，抬高模块电源输出管脚处的电压，就可以达到调节目的。示意图如附图说明图1所示。此种方式比较简单，但补偿效果较差。2)闭环补偿对负载端的电压进行采样，将二极管纳入电源内部的补偿环路。此种方式能够根据二极管的实际压降，较为准确的进行补偿。有此功能的电源都设有专用的补偿管脚，通用标识为Sense(包括Sense+、Sense-)，接收闭环反馈信号。示意图如图2所示。要准确补偿二极管的压降，必须要采用闭环调节的方式。目前，常用的方式是直接将采样点与Sense端相连，或者串接一个小电阻作为缓冲。电路图如图3所示。此种闭环控制的缺点是1)对负载端的电压进行采样，将外置的隔离二极管纳入电源本身的反馈环路，增加了电源反馈环路的不稳定性，容易引起电源输出震荡。会降低电源的抗干扰能力(EMS指标)。2)串接电阻R的取值，需要根据模块电源内部补偿参数来确定，相关的因素较多，不同的电源需要取不同的电阻值。不同品牌电源的直接替代受到限制。3)电源应用于系统供电当中，输出需要与直流母线相连。当几个电源模块并联备份输出时，由于启机时间以及输出电压精度的不同，先启机的电源输出电压会通过直流母线、反馈电阻R直接灌入其他电源的补偿端，示意图如图4所示。这时，其他电源的调节精度会受到影响，严重时可能导致无法正常启机。如果电源采用了同步整流技术，还可能损坏电源。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种电源输出端二极管压降的补偿电路和补偿方法，用于对具有闭环补偿功能的电源的输出端隔离二极管(D)的压降(V’)进行补偿，解决现有技术中直流母线干扰和电压倒灌问题，提高电源工作的稳定性。所述补偿电路包括采样装置、隔离装置和调节装置，分别用于隔离直流母线倒灌回路和调节补偿量；所述采样装置的采样点设于隔离二极管(D)的两端，采样装置的输出端接隔离装置，隔离装置的输出端接调节装置，调节装置的输出端接电源的补偿端(Sense+、Sense-或Trim)。所述补偿方法包括如下步骤直接采集隔离二极管(D)两端的压降(V’)；将采集到的隔离二极管(D)两端的压降(V’)经隔离装置隔离掉直母线上的倒灌回路、调节装置调节其幅值和极性后反馈到输出电压(Vo+)，得到调整后的输出电压(Vo+V’)；调整后的输出电压(Vo+V’)经过隔离二极管(D)降压后变成所需要的电压值(Vo)。根据本专利技术的一个实施例，所述隔离装置和调节装置由1∶1放大器组成，采样装置输出端分别接放大器的两个输入端；放大器的输出端接负补偿端(Sense-)，电源输出正端(Vo+)接于正补偿端(Sense+)，供电电源负端直接或通过负电源(-Vee)接电源输出负端(Vo-)，以电源的输出负端做为参考地。根据本专利技术的一个实施例，所述1∶1放大器是1∶1差动放大器，或者由1∶N放大器和N∶1降压器或分压器组合而成，其中N是大于1的自然数。采用上述方案具有如下优点1)由于放大器的隔离，直流母线与电源之间没有倒灌回路。当几个电源模块并联输出的时候，不会出现相互干扰，导致无法启机的情况。2)没有将外部的隔离二极管纳入电源内部的补偿环路，保证了电源能够稳定工作，免受外部干扰。3)直接采样隔离二极管的压降(V’)，它是一个定值，补偿值和补偿精度不受电源内部参数的影响，只与差动放大器的精度有关；兼容性较好。图2是现有技术中闭环补偿电路示意图。图3是现有技术中采用小电阻缓冲的补偿电路示意图。图4是图3所示现有技术导致倒灌的原理示意图。图5是本专利技术方框示意图。图6是本专利技术实施例一示意图。图7是本专利技术实施例二示意图。图8是本专利技术实施例三示意图。图9是本专利技术实施例四示意图。本专利技术的设计思想是直接采集隔离二极管两端的压降，利用1∶1的差动放大器，将该电压反馈到Sense-，同时将Sense+与输出正极短接，从而将二极管的压降叠加在输出电压上，准确补偿二极管压降；用差动放大器来隔离采样点与电源的补偿端，没有倒灌回路，避开了直流母线的干扰。这种做法可以解决现有技术的三大缺点，提高电源工作的稳定性。实施例一其原理框图如图5所示(只画出了单个电源的隔离及补偿电路，其他并联备份电源同理)，工作原理为差动放大器的放大倍数为1，其输出电压就是二极管上的采样电压v′。以电源的输出正极作为放大器的供电电源Vcc，以电源的输出负极作为参考地(双电源供电时需接入-Vee负电源)。如图5Sense+与Sense-之间为额定输出电压Vo(电源特性决定)，Sense-与Vo-之间的电压为二极管压降v ′(由差动放大器的放大倍数为1所决定)。那么Vo+与Vo-之间的电压为Vo+v′，通过二极管D降压v′后，在负载端就得到了精确的额定电压Vo。其中差动放大器也可采用其他类型放大器。实施例二如图6所示，它适于隔离二极管D串接在电源负端时的情形，它与实施例一的区别在于需要一个负电源-Vee，供电电源负端通过负电源(-Vee)接电源输出负端(Vo-)，负电源-Vee可以为0，也可以不为OV。实施例三如图7所示，它与实施例二的情形相似，也适于隔离二极管D串接在电源负端时的情形，因而它也需要一个负电源-Vee。不同的是采样点反向，运放输出再反向一次。实施例四如图8所示，它与实施例一的情形相似，不同的是采样点反向，运放输出再反向一次。从实施例三、四我们可以看出，在不脱离本专利技术基本构思的前提下，可以提出多种变化的方案，这些都应属于本专利技术的保护范围。例如虽然本专利技术是需要一个1∶1的差动放大器，但用1∶N的差动放大器再结合一个N∶1的降压或分压器同样也可达到目的(其中N是大于1的自然数)；又如，放大器的工作电源可以从被补偿的电源的输出引入，但它也可以从系统中任何满足条件的电源处引入，等等。权利要求1.一种电源输出端二极管压降的补偿电路，其特征是包括采样装置，隔离装置和调节装置，分别用于隔离直流母线倒灌回路和调节补偿量；所述采样装置的采样点设于隔离二极管(D)的两端，采样装置的输出端接隔离装置，隔离装置的输出端接调节装置，调节装置的输出端接电源的补偿端(Sense+、Sense-或Trim)。2.如权利要求1所述的电源输出端二极管压降的补偿电路，其特征是所述隔离装置和调节装置由1∶1放大器组成，采样装置输出端分别接放大器的两个输入端；放大器的输出端接负补偿端(Sense-)，电源输出正端(Vo+)接于正补偿端(Sense+)，供电电源负端直接或通过负电源(-Vee)接电源输出负端(Vo-)，以电源的输出负端做为参考地。3.如权利要求1所述的电源输出端二极管压降的补偿电路，其特征是所述1∶1放大器是1∶1差动放大器，或者由1∶N放大器和N∶1降压器或分压器组合而成，其中N是大于1的自然数。4.如权利要求1所述的电源输出端二极管压降的补偿电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源输出端二极管压降的补偿电路，其特征是：包括采样装置，隔离装置和调节装置，分别用于隔离直流母线倒灌回路和调节补偿量；所述采样装置的采样点设于隔离二极管（Ｄ）的两端，采样装置的输出端接隔离装置，隔离装置的输出端接调节装置，调节装置的输出端接电源的补偿端（Ｓｅｎｓｅ＋、Ｓｅｎｓｅ－或Ｔｒｉｍ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志，胡寿林，李瑞莲，丁杰，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]