CN201590762U - 一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路 - Google Patents
一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路 Download PDFInfo
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Abstract
一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，各个直流开关电源模块均包括子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器、闭环反馈环路，所述子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器之间依次相互连接后引设有电源正极和电源负极，所述各个直流开关电源模块的电源正极相互连接形成输出正极，电源负极相互连接形成输出负极；还设有电压控制电路，闭环反馈环路将逆变电路中的峰值电流信号与电压控制电路的控制信号进行比较后输入到子电源PWM发生及控制电路中。可使各子电源的PWM同步，但又有独立性，受同一个控制信号控制，通过闭环反馈，从而实现输出功率的均衡。
Description
技术领域
本发明设计开关电源技术，尤其是一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
对于相互并联的开关电源，在已知技术中，主要存在以下两种并联方式：
1)主、从式同步并联技术：两套或多套电源，把一个作为主机，闭环控制，其余子电源的工作状态(PWM信号)跟随主机变化，脉冲宽度相等，子电源本身无调节能力；其缺点是：对材料、器件及制造要求严格，难以做到从机输出与主机的一致性，均流效果不好；
2)主、主式并联技术：两套或多套电源，每一个作为主机，相互独立，又同受一个控制信号控制；其缺点是：各子电源的PWM脉冲时序不确定，在输出动态状况下，开关管的电流不一致。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种直流大功率开关电源并联电路，可使各子电源的PWM同步，但又有独立性，受同一个控制信号控制，各自通过本身的输出反馈自动调节脉冲宽度或全闭环控制，使得通过开关管的电流峰值相同，从而实现输出功率的均衡。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，包括两个以上的直流开关电源模块，所述直流开关电源模块之间为并联连接；所述各个直流开关电源模块均包括子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器、闭环反馈环路，所述子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器之间依次相互连接后引设有电源正极和电源负极，所述各个直流开关电源模块的电源正极相互连接形成输出正极，电源负极相互连接形成输出负极；还设有电压控制电路，闭环反馈环路将逆变电路中的峰值电流信号与电压控制电路的控制信号进行比较后输入到子电源PWM发生及控制电路中。
作为改进，所述子电源PWM发生及控制电路包括PWM控制集成电路、IGBT，所述PWM控制集成电路上设有PWM输出端，所述PWM输出端通过IGBT与逆变电路连接，所述各个PWM控制集成电路中设有同步信号引脚SYN，且各个同步信号引脚SYN之间相互连接。
作为改进，逆变电路中的峰值电流信号与电压控制电路的控制信号进行比较后输入到各个PWM控制集成电路中的引脚C/S+。
作为改进，所述电压控制电路包括电压输入端UPWM、跟随器U2A，电压输入端UPWM与跟随器U2A输入端连接，随器U2A输出端通过一个电阻和一个电容后与PWM控制集成电路中输入引脚IN连接。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
各子电源的PWM同步，但又有独立性，受同一个控制信号控制，各自通过本身的输出反馈自动调节脉冲宽度及全闭环控制，使得通过开关管的电流峰值相同，从而实现输出功率的均衡。
附图说明
图1为本发明电路连接示意图；
图2为本发明电路图；
图3为发明正常工作状态波形图；
图4为发明异常时工作状态波形图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，包括两个以上的直流开关电源模块，本实施例中，电路中设有两个直流开关电源模块A、B，所述直流开关电源模块A与直流开关电源模块B相互并联。所述直流开关电源模块A包括第一子电源PWM发生及控制电路1、第一逆变电路2、第一变压器3、第一闭环反馈环路，所述第一子电源PWM发生及控制电路1、第一逆变电路2、第一变压器3之间依次相互连接后引设有第一电源正极和第一电源负极；所述直流开关电源模块B包括第二子电源PWM发生及控制电路4、第二逆变电路5、第二变压器6、第二闭环反馈环路，所述第二子电源PWM发生及控制电路4、第二逆变电路5、二变压器之间依次相互连接后引设有第二电源正极和第二电源负极。所述第一电源正极与第二电源正极相互连接形成输出正极，所述第一电源负极与第二电源负极相互连接形成输出负极。所述第一子电源PWM发生及控制电路1包括PWM控制集成电路U1、第一IGBT，所述PWM控制集成电路U1上设有PWM1输出端，所述PWM1输出端包括-PWM1输出端和+PWM1输出端，-PWM1输出端和+PWM1输出端与第一IGBT正负极输入端连接，并控制第一IGBT的开关量，所述第一IGBT的输出端与逆变电路连接。所述第二子电源PWM发生及控制电路4包括PWM控制集成电路U8、第二IGBT，所述PWM控制集成电路U8上设有PWM2输出端，所述PWM2输出端包括-PWM2输出端和+PWM2输出端，-PWM2输出端和+PWM2输出端与第二IGBT正负极输入端连接，并控制第二IGBT的开关量，所述第二IGBT的输出端与逆变电路连接。所述各个PWM控制集成电路U1、U8中设有同步信号引脚SYN，两个同步信号引脚SYN之间相互连接，使PWM1信号与PWM2信号同步。还设有电压控制电路，所述电压控制电路包括电压输入端UPWM、跟随器U2A，电压输入端UPWM与跟随器U2A输入端连接，随器U2A输出端通过一个电阻R19和一个电容C18后与PWM控制集成电路U1中输入引脚IN连接；随器U2A输出端通过一个电阻R36和一个电容C29后与PWM控制集成电路U8中输入引脚IN连接，实现两个开关电源的电压输入相等。闭环反馈环路将逆变电路中的峰值电流反馈信号IP1与电压控制电路的控制信号进行比较后分别输入PWM控制集成电路U1和U8中的引脚C/S+，各自通过本身的输出反馈自动调节脉冲宽度，使得通过开关管的电流峰值相同，从而实现输出功率的均衡。
如图1、3和4所示，本发明的同步并联闭环控制由两台或多台直流开关电源的输出正极接正极、负极接负极，形成并联，电力开关的动作又是同步的，各子电源的脉冲宽度由自身的闭环控制电路(调节器)控制，控制信号分成若干路作为每个电源调节器的给定量(各子电源的调节器的给定量相同)，取每个电源的输出电流反馈作为调节器的反馈量(如附图2所示)，哪个电源的输出电流小，发出的PWM脉冲宽度大，开关管导通时间就长，直到电流达到同一设定的电流，实现自动均流的效果。附图3是两套电源并联时，两电源完全一致时的驱动信号对比示意图，附图4是两套电源并联时，两电源不完全一致时的驱动信号对比示意图，电源1的内阻小，电源2的内阻大，驱动信号的宽度较大(t2大于t1)，但IP1和IP2相等(IP1max＝IP2max)。
本发明的开关电源并联电路可提高整机的工作可靠性，延长工作寿命；可充分发挥功率管的效能，减小冗余量，降低成本；降低器件要求和制造难度，提高合格率。
Claims (4)
1.一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，包括两个以上的直流开关电源模块，所述直流开关电源模块之间为并联连接；其特征在于：所述各个直流开关电源模块均包括子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器、闭环反馈环路，所述子电源PWM发生及控制电路、逆变电路、变压器之间依次相互连接后引设有电源正极和电源负极，所述各个直流开关电源模块的电源正极相互连接形成输出正极，电源负极相互连接形成输出负极；还设有电压控制电路，闭环反馈环路将逆变电路中的峰值电流信号与电压控制电路的控制信号进行比较后输入到子电源PWM发生及控制电路中。
2.根据权利要求1所述的一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，其特征在于：所述子电源PWM发生及控制电路包括PWM控制集成电路、IGBT，所述PWM控制集成电路上设有PWM输出端，所述PWM输出端通过IGBT与逆变电路连接，所述各个PWM控制集成电路中设有同步信号引脚SYN，且各个同步信号引脚SYN之间相互连接。
3.根据权利要求2所述的一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，其特征在于：逆变电路中的峰值电流信号与电压控制电路的控制信号进行比较后输入到各个PWM控制集成电路中的引脚C/S+。
4.根据权利要求3所述的一种大功率直流开关电源并联闭环控制电路，其特征在于：所述电压控制电路包括电压输入端UPWM、跟随器U2A，电压输入端UPWM与跟随器U2A输入端连接，随器U2A输出端通过一个电阻和一个电容后与PWM控制集成电路中输入引脚IN连接。
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