电源分流控制系统和输出电压传感电路技术方案

本发明专利技术提供一种电源分流控制系统，其中多个开关电源并联连接将直流电馈送到外部负载上。每个开关电源包括用于获得对应于电源自身输出电流的信号的输出电流传感电路；理想二极管电路；用于输出误差信号的误差放大器；和用于调节装置自身输出电压以消除误差信号的输出电压调节装置。该系统能使得并联开关电源的输出电流保持在相同的电平，从而当电源线路工作时任何单个开关电源故障或被连接或断开时防止电源输出电压变化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Power split control system and output voltage sensing circuit

The present invention provides a power split control system in which a plurality of switching power supplies are connected in parallel to feed DC power to an external load. Each switching power supply includes an output current sensing circuit signal corresponding to the output current of the power supply; ideal diode circuit; for error amplifier output error signal; and the device for adjusting its output voltage to eliminate the output voltage regulating device error signal. The system can keep the output current of the parallel switching power supply at the same level, so that when the power line works, any single switching power supply fails or is connected or disconnected, the output voltage of the power supply is prevented from changing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源的分流控制系统，其中多个开关电源并联连接以将直流电馈送到外部负载上。常规的电源分流控制系统构造为使用多个开关电源以将直流电馈送到外部负载上。附图说明图1是表示用在这样的电源系统中开关电源的结构。在图1的开关电源10中，输出电流传感电路1通过电阻器R12连接到误差放大器U2的负输入端子上，输出电流传感电路1用于输出对应于电路自身输出电流的输出电流传感信号，输出电压传感电路2连接到误差放大器U1的负输入端子上，输出电压传感电路2用于输出对应于电路自身输出电压的输出电压传感信号。误差放大器U1的正输入端子连接到参考电压Vr1上，放大器的输出端连接到二极管D的阳极。其阴极通过电阻器R11连接到误差放大器U2的负输入端子和并联工作控制信号端子CT上。误差放大器U2的正输入端子连接到参考电压Vr2上，放大器的输出端连接到开关调节器3上。开关调节器3是一个直流电源电路，其输出由误差放大器U2的输出控制。开关调节器3由如脉冲宽度调制电路3a和开关转换器3b组成，脉冲宽度调制电路3a通过脉冲宽度来调制误差放大器U2的输出，开关转换器3b将脉冲宽度调制电路3a的输出输入到开关装置中。开关转换器3b的输出被连接到输出端子OUT+和OUT-上。如图2所示，上述结构的多个开关电源10、10a和10b的输出端子CT、OUT+和OUT-并联连接，给负载50供电。开关电源10、10a和10b的输出电流的总和提供到负载50上。尽管图2示出了仅有三个开关电源10、10a和10b并联连接的情况，根据负载50所需的电流量可增加或减少开关电源的数目。在如图2所示连接的每个开关电源中，将对应于电源的输出电流传感电路1检测到的电源自身输出电流的电压信号(以下称为输出电流传感信号Vc)与通过误差放大器U1得到的参考电压Vr1的电压相比较。所得比较信号通过二极管D输出到并联工作信号端子CT上。由于开关电源10、10a和10b的并联工作控制信号端子CT并联连接，通过二极管D的作用，将并联开关电源的端子CT的输出信号的最高电平(以下称为并联工作控制信号Vp)提供到每个开关电源的电阻器R11上。输出最高电平并联工作控制信号Vp的开关电源作为用于控制其它开关电源的主开关电源。对于每个并联开关电源，通过电阻器R11和误差放大器U2将主开关电源输出的并联工作控制信号Vp加到并联开关电源的输出电流传感信号Vc上。比较所得相加信号和参考电压Vr2，通过误差放大器将所得比较输出馈送到开关调节器3上。每个开关电源的开关调节器3根据误差放大器U2提供的比较输出来控制电源自身的输出电流。从而，在上述构造的电源分流控制系统中，能通过设置电源的参考电压Vr2到相同的值将并联开关电源的输出电流控制到基本相同的水平。如上所述，在常规的电源分流控制系统中，可能将并联开关电源的输出电流高精度地控制到相同电平。然而，常规系统存在这样的问题，如果当电源线路工作时，作为主开关电源的开关电源故障或被连接或断开，输出的电压变化在另一个开关电源代替主开关电源期间的短时内很大。此外，在常规系统中，除主开关电源以外的开关电源的输出电压没有被直接控制。而是，该电源以并联工作控制信号和电源自身的输出电流的总和保持为常量的方式控制。当使用如电流互感器这样的存在某些检测延时的输出电压传感电路时，这种方法常常导致输出电压变化增大。本专利技术的目的是通过提供一种电源分流控制系统来解决上述问题，该系统能使得并联开关电源的输出电流保持在相同的电平上，从而在电源线路工作时任何单个开关电源故障或被连接或断开的情况下，防止电源中输出电压的变化，以及将输出电压变化控制在一定的范围内而避免并联操作控制信号的短路或开路，该信号是系统的公共信号。图1是表示常规开关电源的一个例子的框图。图2是表示常规电源分流控制系统的一个例子的框图。图3是根据本专利技术开关电源的一个实施例的框图。图4是解释本专利技术理想二极管电路特性的示意说明。图5是本专利技术理想二极管电路的示意性电路图。图6是包括本专利技术齐纳二极管电路的框图。图7是表示本专利技术低通滤波器的一个实施例的框图。图8是表示本专利技术输出电压传感电路的一个实施例的框图。下面参考附图详细描述本专利技术。图3是表示用于本专利技术的电源分流控制系统的开关电源的一个实施例。在图中，与常规开关电源的例子中相同的部件用相同的标号表示，并不再说明。在图3中，开关电源20的输出电流传感电路1的输出端连接到理想二极管电路D1的阳极上。其阴极连接到并联操作控制信号端CT上。理想二极管电路D1的阳极通过电阻器R27连接到误差放大器U2的负输入端上。理想二极管电路D1的阴极连接到分压电阻器R25和R26上。电阻器R25和R26之间的公共结点连接到误差放大器U2的正端子上。理想二极管电路是指这样一种二极管，甚至在提供的正向电压的范围很窄为0至0．6V时，其也显示标准二极管的特性，而标准二极管不能接通电流除非正向提供近似0．6V的电压。图4表示理想二极管电路D1的特性。从曲线200清楚可见，理想二极管电路的特性等效于当正向提供电压时接通而当反向提供电压时关断的开关电路。例如，可通过图5(A)的电路来实现理想二极管电路D1。在图中，输入端41通向误差放大器U2的正输入端。其输出端通过二极管42通向输出端43。二极管42的阴极和输出端43之间的公共结点连接到误差放大器U4的负输入端。在上述这样的理想二极管电路中，输入端41用作阳极，输出端43用作阴极。在图3中，误差放大器U2的输出端通过反馈电阻器R28连接到低通滤波器4和误差放大器U2的负输入端上。例如，通过用电容器C1反馈回误差放大器U2的输出来实现该框图中所用的低通滤波器4，如图5(B)中所示。或者，例如，通过将误差放大器U1的正输入端通过电容器C3连接到公共电位线上来实现低通滤波器4，如图7中所示。在图3中，输出电压传感电路2的输出端通过电阻器R21连接到误差放大器U1的负输入端上，低通滤波器4的输出端通过电阻器R23连接到误差放大器U1的正输入端上。误差放大器U1的负输入端和电阻器R21之间的公共结点b通过电阻器R22和串联连接的齐纳二极管连接到理想二极管D1的阳极上(在图3中a所示的点上)。误差放大器U1的正输入端和电阻器R23之间的公共结点通过电阻器R24和串联连接的参考电压Vr1连接到公共电位线上。用与常规系统同样的方法将误差放大器U1的输出端连接到开关调节器3上。并联连接如上构造的开关电源20的端子CT、OUT-和OUT+，如说明常规系统时参考的图2中所示，从而给负载50供电。因此，将开关电源10、10a和10b提供的输出电流的总和供给负载50。如果如图2中所示连接本专利技术的多个开关电源20，输出电流传感电路1获得的输出电流传感信号Vc通过理想二极管电路D1被作为并联操作控制信号Vp提供到并联操作控制信号端子CT上。由于所有开关电源的并联操作控制信号端子CT并联连接，所以并联开关电源提供的并联操作控制信号Vp的最高电平被提供到电阻器R25上。输出最高电平的并联操作控制信号Vp的开关电源作为用于控制其他开关电源输出的主开关电源。每个并联的开关电源通过误差放大器U2将主开关电源输出的并联操作控制信号Vp与电源自身的输出电流传感信号Vc相比较。接着，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源的分流控制系统，其中多个开关电源并联连接以将直流电馈送到外部负载上，每个所述开关电源包括：输出电流传感电路，用于获得相应于电源自身输出电流的信号；理想二极管电路，其阳极与对应于电源自身输出电流的所述信号耦连，其阴极与对应于并 联连接的所述开关电源的最大输出电流的信号耦连；误差放大器，用于输出代表所述理想二极管电路的阳极和阴极电位差的误差信号；以及输出电压调节装置，用于调节装置自身的输出电压以消除所述误差信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松村英明，村上浩幸，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]