一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，具體地說，涉及一種新型高頻開關(guān)電源設(shè)備的負(fù)載均分控制優(yōu)化電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，基于對大功率負(fù)載需求和分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展，開關(guān)電源并聯(lián)技術(shù)的重要性日益增加。而并聯(lián)的開關(guān)整流器單體模塊間采用負(fù)載均分措施是實(shí)現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵，用以保證單體模塊間的電流應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配，防止一臺(tái)或多臺(tái)單體模塊運(yùn)行于電流極限狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)中為實(shí)現(xiàn)負(fù)載均分大多采用一種叫做“民主均流”的方法，所謂“民主均流法”是指一種自動(dòng)設(shè)定主模塊和從模塊的方法，即在η個(gè)并聯(lián)的單體模塊中，輸出電流最大的模塊將自動(dòng)的成為主模塊，而其余的模塊則為從模塊，由于在η個(gè)并聯(lián)的模塊中，事先沒有人為地設(shè)定哪個(gè)模塊為主模塊，而是按電流大小排序，電流大的模塊自動(dòng)成為主模塊，其他模塊為從模塊，所以這種方法稱為“民主均流法”
“民主均流”的專用負(fù)載均分控制器UC1902，較好地解決了多個(gè)電源模塊并聯(lián)的負(fù)載均分問題。但是UC1902是針對低壓輸出的模塊電源而開發(fā)的一種負(fù)載均分控制器，其工作電壓范圍為2.7V-20V,因而其內(nèi)部的校正放大三極管的耐壓最大為20V。而通信開關(guān)電源一般為48V，因此，類似于48V輸出的高壓輸出電源設(shè)備不能直接應(yīng)用UC1902負(fù)載均分控制器解決負(fù)載均分問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，包括負(fù)載均分控制器U1、光電耦合器U2、電阻和電容；其負(fù)載均分控制器Ul的1、6腳接地，8腳接正電源，并通過濾波電容C4接地，2腳接電流取樣電路，4腳接經(jīng)調(diào)整電阻R2接地，5腳接RC補(bǔ)償電路、7腳接負(fù)載均分總線SHARE+ ；Ul的8腳和3腳之間的擴(kuò)展負(fù)載均分調(diào)整電路，負(fù)載均分調(diào)整電路由電阻Rl與光電耦合器U2組成，電阻Rl的一端接8腳，電阻Rl的另一端連接光電耦合器的二極管陽極，光電耦合器的二極管陰極接3腳，光電耦合器的三極管發(fā)射極接地，集電極接輸出電阻R4后輸出；濾波電容C2跨接在Ul的6、7腳之間。
[0005]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其電流取樣電路由電位器RPl與電容Cl并聯(lián)組成，電位器RPl的滑動(dòng)端與Cl相連后接在Ul的2腳，電位器RPl的固定端與Cl的另一端相連后接地。
[0006]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其RC補(bǔ)償電路是由電阻R3和補(bǔ)償電容C3組成，負(fù)載均分控制器Ul的5腳接電阻R3，電阻R3的另一端通過電容C3接地。
[0007]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其負(fù)載均分控制器Ul型號為UC1902，光電耦合器U2型號為TLP181GB。
[0008]本發(fā)明的有益效果是調(diào)試過程簡單，技術(shù)容易控制，無需單獨(dú)設(shè)立輔助電路供電，使之能應(yīng)用于48V (但不限于48V)的高壓輸出電源設(shè)備，如高頻通信開關(guān)電源并聯(lián)時(shí)的負(fù)載均分調(diào)整。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明負(fù)載均分控制優(yōu)化電路。
[0010]圖2為本發(fā)明應(yīng)用在兩個(gè)或兩個(gè)以上電源單體并聯(lián)時(shí)的示意原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明顯示了一個(gè)電源單體內(nèi)電壓控制環(huán)與負(fù)載均分環(huán)之間的連接，其它單體與此類似。
[0013]一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，包括負(fù)載均分控制器U1、光電耦合器U2、電阻和電容；其負(fù)載均分控制器Ul的1、6腳接地，8腳接正電源，并通過濾波電容C4接地，2腳接電流取樣電路，4腳接經(jīng)調(diào)整電阻R2接地，5腳接RC補(bǔ)償電路、7腳接負(fù)載均分總線SHARE+ ；Ul的8腳和3腳之間的擴(kuò)展負(fù)載均分調(diào)整電路1，負(fù)載均分調(diào)整電路I由電阻Rl與光電耦合器U2組成，電阻Rl的一端接8腳，電阻Rl的另一端連接光電耦合器的二極管陽極，光電耦合器的二極管陰極接3腳，光電耦合器的三極管發(fā)射極接地，集電極接輸出電阻R4后輸出；濾波電容C2跨接在Ul的6、7腳之間。
[0014]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其電流取樣電路由電位器RPl與電容Cl并聯(lián)組成，電位器RPl的滑動(dòng)端與Cl相連后接在Ul的2腳，電位器RPl的固定端與Cl的另一端相連后接地。
[0015]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其RC補(bǔ)償電路是由電阻R3和補(bǔ)償電容C3組成，負(fù)載均分控制器Ul的5腳接電阻R3，電阻R3的另一端通過電容C3接地。
[0016]所述一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其負(fù)載均分控制器Ul型號為UC1902，光電耦合器U2型號為TLP181GB。
[0017]通過電源單體輸出端分流器RP1，負(fù)載均分電路可以檢測到每個(gè)電源單體的輸出電流大小，并在負(fù)載均分電路中與負(fù)載均分總線上的電壓進(jìn)行比較放大，負(fù)載均分電路將輸出電流最大的電源單體確定為主模塊，其他電源單體的輸出電流的大小統(tǒng)統(tǒng)向主模塊輸出電流靠攏；當(dāng)某個(gè)電源單體的輸出電流小于主模塊時(shí)，該電源單體的負(fù)載均分電路將迫使從該電源單體的a點(diǎn)流向電阻R4的電流增加，該電流的增加造成電阻R5上的電壓降V5增大，R6兩端的電壓V6又因存在電壓反饋控制Vf而保持一定，所以該單體的總的輸出電壓Vwt=V5+V6+Vf增大了，而Vtjut增大的直接結(jié)果就是迫使該電源單體的輸出電流增大，這樣，就實(shí)現(xiàn)了對組合電源系統(tǒng)的負(fù)載均分控制。
[0018]要將UC1902負(fù)載均分控制器用于類似48V輸出的開關(guān)電源等高壓設(shè)備，則必須解決UC1902負(fù)載均分控制器內(nèi)部的三極管耐壓問題。為此，我們將電阻Rl與高耐壓的光電耦合器件TL181GB的二極管串聯(lián)接入在UC1902的8腳和3腳之間，由于采用光電耦合器件進(jìn)行傳輸隔離，避免了將高壓直接引進(jìn)UC1902負(fù)載均分控制器內(nèi)部，從而一舉解決了 UC1902負(fù)載均分控制器內(nèi)部三極管的耐壓問題。
[0019]本發(fā)明以電源48V/30A為例，其中電路參數(shù)為:
電阻及電位器:RP1=20 Rl=IK R2=62 R3=3K R4=4.7K 電容:C1=C2=C4=0.1 μ F/63V C3=47 μ F/63V
如圖2所示，負(fù)載均分控制器UC1902的簡單內(nèi)部邏輯原理圖以及用兩個(gè)電源單體的連接來示意多個(gè)電源單體的控制，結(jié)合圖1、圖2可以更加清楚說明本發(fā)明的負(fù)載均分控制電路工作原理，即確立主模塊和負(fù)載均衡的工作過程。
[0020](I)主模塊的確立
從圖2可以看到，每個(gè)電源單體PS的電流取樣信號經(jīng)電位器RPll或RP12調(diào)整后經(jīng)2腳輸入到UC1902的內(nèi)部運(yùn)算放大器1，內(nèi)部運(yùn)算放大器I進(jìn)行40倍增益放大后，分為兩路信號輸出；一路信號輸入到運(yùn)算放大器2，經(jīng)過I倍增益放大后由7腳輸出，再通過一根共同的SHARE+總線連接在一起，由于內(nèi)部運(yùn)算放大器2的輸出與7腳之間存在一個(gè)二極管，因而，負(fù)載均分總線SHARE+上的電壓值由輸出電流值最大的電源單體決定，任何單體模塊都有可能成為主模塊，只要它的輸出電流值最大。一旦確定了主模塊，其余電源單體模塊全部淪為從模塊，需要進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)整。
[0021](2)電流均衡
確立了主模塊后，主模塊的第7腳的輸出由于負(fù)載均分總線SHARE+的作用，使每個(gè)從模塊的運(yùn)算放大器4的同相輸入端的電平被鎖定為同一值。如果某電源單體輸出電流小，則該運(yùn)算放大器4的反相端的電位低，于是運(yùn)算放大器4輸出高電平，經(jīng)UC1902的內(nèi)部晶體管流出的電流也就大，根據(jù)前面對圖1的分析，該電源單體的輸出電流即可增加直到與主模塊電源單體的輸出電流接近相等，從而完成負(fù)載均分調(diào)整并維持動(dòng)態(tài)上的平衡。
[0022]最后應(yīng)說明的是:本發(fā)明由于采用了擴(kuò)展負(fù)載均分調(diào)整電路，借助光電耦合器件進(jìn)行傳輸隔離，既直接利用了負(fù)載均分控制器內(nèi)部三極管和調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器以及內(nèi)部的偏置電壓，又解決了 UC1902的耐壓問題。從而使UC1902能夠擴(kuò)展使用到類似48V(但不限于48V)的高壓開關(guān)電源設(shè)備上，并保證了各模塊負(fù)載均分電路的參數(shù)一致性，獲得了良好的負(fù)載均分效果，適于推廣應(yīng)用。
[0023]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，包括負(fù)載均分控制器U1、光電耦合器U2、電阻和電容；其特征在于:負(fù)載均分控制器Ul的1、6腳接地，8腳接正電源，并通過濾波電容C4接地，2腳接電流取樣電路，4腳接經(jīng)調(diào)整電阻R2接地，5腳接RC補(bǔ)償電路、7腳接負(fù)載均分總線SHARE+ ； Ul的8腳和3腳之間的擴(kuò)展負(fù)載均分調(diào)整電路(I )，負(fù)載均分調(diào)整電路(I)由電阻Rl與光電親合器U2組成，電阻Rl的一端接8腳，電阻Rl的另一端連接光電親合器的二極管陽極，光電耦合器的二極管陰極接3腳，光電耦合器的三極管發(fā)射極接地，集電極接輸出電阻R4后輸出；濾波電容C2跨接在Ul的6、7腳之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其特征在于:電流取樣電路由電位器RPl與電容Cl并聯(lián)組成，電位器RPl的滑動(dòng)端與Cl相連后接在Ul的2腳，電位器RPl的固定端與Cl的另一端相連后接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其特征在于:RC補(bǔ)償電路是由電阻R3和補(bǔ)償電容C3組成，負(fù)載均分控制器Ul的5腳接電阻R3，電阻R3的另一端通過電容C3接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，其特征在于:負(fù)載均分控制器Ul型號為UC1902，光電耦合器U2型號為TLP181GB。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型負(fù)載均分控制優(yōu)化電路，包括負(fù)載均分控制器U1、光電耦合器U2、電阻和電容；負(fù)載均分控制器U1的1、6腳接地，8腳接正電源，2腳接電流取樣電路，4腳接經(jīng)調(diào)整電阻R2接地，5腳接RC補(bǔ)償電路、7腳接負(fù)載均分總線SHARE+；U1的8腳和3腳之間的擴(kuò)展負(fù)載均分調(diào)整電路，通過電阻R4后輸出。該擴(kuò)展調(diào)整電路借助光電耦合器件進(jìn)行傳輸隔離，使UC1902能擴(kuò)展用于48V（但不限于48V）的高壓開關(guān)電源設(shè)備上，多模塊并聯(lián)時(shí)負(fù)載均分參數(shù)一致性高。本發(fā)明負(fù)載均分控制優(yōu)化電路調(diào)試過程簡單，技術(shù)容易控制，無需單獨(dú)設(shè)立輔助電路供電，功能效果良好，適于推廣應(yīng)用。
【IPC分類】H02M1/32
【公開號】CN104967302
【申請?zhí)枴緾N201510433198
【發(fā)明人】席向新
【申請人】航天長峰朝陽電源有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月22日