一种简化的电流共享电路制造技术

一种电流共享电路系统，它包括第一及第二电源模块（３６，３８），每个电源模块包括一输入侧（３０）和一输出侧（３２），该电源模块（３６，３８）经相应的输入侧（３０）相互耦合，每个输出侧（３２）包括一正极端和一负极端。该电路系统也包括第一及第二电路输出电压端（４７，４６）和耦合到每个输出侧（３２）的负极端的第一及第二设置点控制器（４０，４１）。第一及第二初始设置点控制器（４２，４５）被包括以在对应的第一及第二设置点控制器（４０，４１）和第一输出电压端（４７）之间提供电流信号通路。该第一及第二设置点控制器（４０，４１）和该第一及第二初始设置点控制器（４２，４５）被配置以使当一电流信号施加给所述第一及第二电源模块（３６，３８）的所述输入侧（３０）时，允许经所述第一及第二输出电压端（２０）进行电流共享。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及逻辑集成电路，并更为具体地涉及一种简化的逻辑集成电路，用于没有内部电流共享(current share)电路系统的直流到直流电源模块的电流共享。背景新型计算机和通信系统的供电需求持续要求提高的灵活性和性能。提高系统灵活性导致对分布式电源结构的不断关注。对于分布式系统的基本要求是模块并行能力和电流共享。与多重电源类似，近几年已提出多种不同的电流共享技术。多数情况下，这些方案测量由每个模块提供的电流，将其放大，使其与来自其它模块的电流比较，并调整其自己模块的调节电压以便将各模块之间输出电流的差别减到最小。这种技术很多不同的变型已在工业中得以提出并实现。见Zhou X.，Peng X.和Lee F.C.，的“A high power density，high efficiency and fast transient voltage regulator modulewith a novel current sensing and current sharing technique(具有新型电流感测和电流共享技术的高功率密度、高效且快速的瞬态电压调节器模块)”，IEEE APEC 99会议论文集，第289-294页；Petruzziello F.，Ziogas P.D.，和Joss G.的“A novel approachto paralleling of power converters units with trueredundancy(一种将功率变换器单元与实际冗余并联的新型方法)”，IEEE PESC 90会议论文集，第808-813页；Small K.T.的“Single wire current share paralleling of power supplies(与电源并联的单引线电流共享)”，1988年美国专利4,717,8333；JordanM.的“Load share IC simplifies power supply design(负载共享IC简化电源设计)”，1991年高频功率变换会议论文集，第65-76页；Jordan M.的“UC3907 load share IC simplifies parallel powersupply design(UC3907负载共享IC简化并联电源设计)”，1997年Unitrode应用手册(Application Handbook Unitrode)，第3-203--3-212页(U-129)；Balogh L.的“The UC3902 load sharecontroller and its performance in distributed powersystems(UC3902负载共享控制器及其在分布式电源系统中的性能)”，1997年Unitrode应用手册，第3-626--3-633页(U-163)；Jamerson C.，MulletC.“Paralleling supplies via various droopmethods(采用不同下降方法的并联电源)”，1994年高频功率变换会议论文集，第68-76页。当前在工业中存在两种广泛使用的实现电流共享模块的解决方案。第一种解决方案是下降方法(droop method)。在该方法中，当负载电流增加时允许系统输出电压下降，导致改善的电流共享。如果不同模块的初始设置点比较相似，下降方法工作良好。但是，存在不允许电压下降的一些系统。第二种解决方案是通常在这些系统中采用有效电流共享。在有效电流共享中，每个并联模块的单个电流被测量、放大并相互比较。基于该比较的结果，该模块的设置点被调整以使每个模块的输出电流之间的差别成为零。在当前工业中已使用有效电流共享的很多不同的实现方案。通常，有效电流共享需要使用几个运算放大器。虽然在工业中广泛使用下降方法和有效电流共享，但每种方法均有一些缺点，包括或者高成本、尺寸增大、复杂，或者系统性能降低。下降方法在损害系统性能的情况下提供一种简单且节省成本的解决方案。另一方面，有效电流共享获得高性能但必须以复杂、高成本和功率耗散电路系统实现。因此，所需要的是既不降低系统性能也不显著增加系统的物理尺寸的、节省成本且不太复杂的电流共享电路。专利技术概述本专利技术实现的技术优点为一用于多重电源模块的简化的电流共享电路方案。本专利技术提供了比现有技术节省成本且不太复杂的电路。本专利技术也适于供不是为电流共享设计的电源模块使用。在本专利技术的一个实施例中，电流共享电路系统包括第一及第二电源模块。每个模块包括一输入侧和一输出侧，各电源模块经相应的输入侧相互耦合。每个输出侧包括一正极端和一个负极端。该电路系统还包括第一及第二电路输出电压端以及耦合到每个输出侧的负极端的第一及第二设置点控制器。第一及第二初始设置点控制器被包括以在对应的第一及第二设置点控制器和第一输出电压端之间提供电流信号路径。该第一及第二设置点和该第一及第二初始设置点控制器被这样配置，以便当一电流信号施加给所述第一及第二电源模块的所述输入侧时，允许经所述第一及第二输出电压端的电流共享。如上所述的本专利技术的实施例可适于更为准确地处理输出电压中的变化。调节端被耦合在第一及第二电源模块和所述电路输出电压端的负极端之间以保持该第一及第二电源模块的初始设置点。调节端也被添加在该第一及第二电源模块输出侧和其它模块的微调端之间，使得第一输出端上的电压相对于电路输出电压端上的电压而被控制，以便于电流共享。本专利技术可适于促进三个电源模块之间的电流共享。同样包括各种不同的实施例以在包括失配的系统阻抗的条件下便于电流共享。附图简述结合附图讨论下述说明，可更为清晰地理解本专利技术的上述特征，其中附图说明图1是具有双线电流共享总线的常用电流共享电路；图2是一常用直流到直流的安装在电路板上的电源模块的框图；图3是一常用直流到直流的安装在电路板上的电源模块的简单电路图；图4是具有两个电流共享电源模块的本专利技术的一个实施例的框图；图5是具有两个电流共享模块的本专利技术的另一实施例的框图；图6是图5所示的实施例的电路图；图7示出具有两个电流共享模块的本专利技术的实施例，其中电压基准等于Vo并且系统阻抗相等(Z11＝Z12＝Z21＝Z22)；图8示出具有失配的阻抗的两个电流共享模块的本专利技术的实施例； 图9是本专利技术的电流共享电路的另一实施例；图10是具有三个电流共享模块的本专利技术的实施例；图11示出具有虚拟远程读出连接的本专利技术的实施例；图12是具有两个模块而不具有远程读出连接的本专利技术的实施例；以及图13是本专利技术的简化的双模块实施例。除非另外说明，不同的附图中的对应的数字和符号表示对应的部分。优选实施例详述下面是本专利技术的结构和方法的说明。首先将讨论现有技术的电路，其后是本专利技术的几种优选实施例和可选择实施例的说明，以及对优点的讨论。图1示出用于有效电流共享的电路10的常用实施系统。电路10用于多个电源模块16(图2所示)之间的有效电流共享。由多个电源模块16中的每个电源模块提供的电流在读出电阻器Rsense中测量。该信号在电流读出放大器14中放大。与读出电流成比例的信号在由“共享+总线”和“共享-总线”表示的电流共享总线中产生，并与来自其它电源模块16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电流共享电路系统中的在电路板上安装的电源模块，它包括：一直流到直流转换器；一与所述直流到直流转换器的一侧耦合的输入端；一相对于所述输入端与所述直流到直流转换器耦合的输出端；一邻近所述输出端、与所述电源直流到直流转换器 耦合的电压读出端；一邻近所述电压读出端并被配置以调整所述输出端信号幅度的、与所述直流到直流转换器耦合的微调端；其中，所述电压读出端被进一步配置以将关于由所述输出端驱动的负载的信息递送到所述微调端，以进而调整所述输出端的信号幅度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R法林顿，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]