專利名稱：一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，尤其是一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn) 定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi) 關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。 線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力 電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸 出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。對(duì)于相互并聯(lián)的開(kāi)關(guān)電源，在已知技術(shù)中，主要存在以下兩種并聯(lián)方式1)主、從式同步并聯(lián)技術(shù)兩套或多套電源，把一個(gè)作為主機(jī)，閉環(huán)控制，其余子 電源的工作狀態(tài)(PWM信號(hào))跟隨主機(jī)變化，脈沖寬度相等，子電源本身無(wú)調(diào)節(jié)能力；其缺點(diǎn) 是對(duì)材料、器件及制造要求嚴(yán)格，難以做到從機(jī)輸出與主機(jī)的一致性，均流效果不好；2)主、主式并聯(lián)技術(shù)兩套或多套電源，每一個(gè)作為主機(jī)，相互獨(dú)立，又同受一個(gè) 控制信號(hào)控制；其缺點(diǎn)是各子電源的PWM脈沖時(shí)序不確定，在輸出動(dòng)態(tài)狀況下，開(kāi)關(guān)管的 電流不一致。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種直流大功率開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)電路，可使 各子電源的PWM同步，但又有獨(dú)立性，受同一個(gè)控制信號(hào)控制，各自通過(guò)本身的輸出反饋?zhàn)?動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖寬度或全閉環(huán)控制，使得通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流峰值相同，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的均衡。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán) 控制電路，包括兩個(gè)以上的直流開(kāi)關(guān)電源模塊，所述直流開(kāi)關(guān)電源模塊之間為并聯(lián)連接；所 述各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊均包括子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器、閉環(huán)反饋 環(huán)路，所述子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器之間依次相互連接后引設(shè)有電源 正極和電源負(fù)極，所述各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊的電源正極相互連接形成輸出正極，電源負(fù) 極相互連接形成輸出負(fù)極；還設(shè)有電壓控制電路，閉環(huán)反饋環(huán)路將逆變電路中的峰值電流 信號(hào)與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后輸入到子電源PWM發(fā)生及控制電路中。作為改進(jìn)，所述子電源PWM發(fā)生及控制電路包括PWM控制集成電路、IGBT，所述PWM 控制集成電路上設(shè)有PWM輸出端，所述PWM輸出端通過(guò)IGBT與逆變電路連接，所述各個(gè)PWM 控制集成電路中設(shè)有同步信號(hào)引腳SYN，且各個(gè)同步信號(hào)引腳SYN之間相互連接。作為改進(jìn)，逆變電路中的峰值電流信號(hào)與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后輸 入到各個(gè)PWM控制集成電路中的引腳C/S+。作為改進(jìn)，所述電壓控制電路包括電壓輸入端UPWM、跟隨器U2A，電壓輸入端UPWM與跟隨器U2A輸入端連接，隨器U2A輸出端通過(guò)一個(gè)電阻和一個(gè)電容后與PWM控制集成電 路中輸入引腳IN連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是各子電源的PWM同步，但又有獨(dú)立性，受同一個(gè)控制信號(hào)控制，各自通過(guò)本身的輸 出反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)脈沖寬度及全閉環(huán)控制，使得通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流峰值相同，從而實(shí)現(xiàn)輸出 功率的均衡。

圖1為本發(fā)明電路連接示意圖；圖2為本發(fā)明電路圖；圖3為發(fā)明正常工作狀態(tài)波形圖；圖4為發(fā)明異常時(shí)工作狀態(tài)波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2所示，一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，包括兩個(gè)以上的直 流開(kāi)關(guān)電源模塊，本實(shí)施例中，電路中設(shè)有兩個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊A、B，所述直流開(kāi)關(guān)電源 模塊A與直流開(kāi)關(guān)電源模塊B相互并聯(lián)。所述直流開(kāi)關(guān)電源模塊A包括第一子電源PWM發(fā) 生及控制電路1、第一逆變電路2、第一變壓器3、第一閉環(huán)反饋環(huán)路，所述第一子電源PWM發(fā) 生及控制電路1、第一逆變電路2、第一變壓器3之間依次相互連接后引設(shè)有第一電源正極 和第一電源負(fù)極；所述直流開(kāi)關(guān)電源模塊B包括第二子電源PWM發(fā)生及控制電路4、第二逆 變電路5、第二變壓器6、第二閉環(huán)反饋環(huán)路，所述第二子電源PWM發(fā)生及控制電路4、第二逆 變電路5、二變壓器之間依次相互連接后引設(shè)有第二電源正極和第二電源負(fù)極。所述第一電 源正極與第二電源正極相互連接形成輸出正極，所述第一電源負(fù)極與第二電源負(fù)極相互連 接形成輸出負(fù)極。所述第一子電源PWM發(fā)生及控制電路1包括PWM控制集成電路U1、第一 IGBT，所述PWM控制集成電路U1上設(shè)有PWM1輸出端，所述PWM1輸出端包括-PWM1輸出端 和+PWM1輸出端，-PWM1輸出端和+PWM1輸出端與第一 IGBT正負(fù)極輸入端連接，并控制第一 IGBT的開(kāi)關(guān)量，所述第一 IGBT的輸出端與逆變電路連接。所述第二子電源PWM發(fā)生及控制 電路4包括PWM控制集成電路U8、第二 IGBT，所述PWM控制集成電路U8上設(shè)有PWM2輸出 端，所述PWM2輸出端包括-PWM2輸出端和+PWM2輸出端，-PWM2輸出端和+PWM2輸出端與第 二 IGBT正負(fù)極輸入端連接，并控制第二 IGBT的開(kāi)關(guān)量，所述第二 IGBT的輸出端與逆變電 路連接。所述各個(gè)PWM控制集成電路U1、U8中設(shè)有同步信號(hào)引腳SYN，兩個(gè)同步信號(hào)引腳 SYN之間相互連接，使PWM1信號(hào)與PWM2信號(hào)同步。還設(shè)有電壓控制電路，所述電壓控制電 路包括電壓輸入端UPWM、跟隨器U2A，電壓輸入端UPWM與跟隨器U2A輸入端連接，隨器U2A 輸出端通過(guò)一個(gè)電阻R19和一個(gè)電容C18后與PWM控制集成電路U1中輸入引腳IN連接； 隨器U2A輸出端通過(guò)一個(gè)電阻R36和一個(gè)電容C29后與PWM控制集成電路U8中輸入引腳 IN連接，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源的電壓輸入相等。閉環(huán)反饋環(huán)路將逆變電路中的峰值電流反饋 信號(hào)IP1與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后分別輸入PWM控制集成電路U1和U8中的 引腳C/S+，各自通過(guò)本身的輸出反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)脈沖寬度，使得通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流峰值相同，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的均衡。如圖1、3和4所示，本發(fā)明的同步并聯(lián)閉環(huán)控制由兩臺(tái)或多臺(tái)直流開(kāi)關(guān)電源的輸 出正極接正極、負(fù)極接負(fù)極，形成并聯(lián)，電力開(kāi)關(guān)的動(dòng)作又是同步的，各子電源的脈沖寬度 由自身的閉環(huán)控制電路(調(diào)節(jié)器)控制，控制信號(hào)分成若干路作為每個(gè)電源調(diào)節(jié)器的給定 量(各子電源的調(diào)節(jié)器的給定量相同)，取每個(gè)電源的輸出電流反饋?zhàn)鳛檎{(diào)節(jié)器的反饋量 (如附圖2所示)，哪個(gè)電源的輸出電流小，發(fā)出的PWM脈沖寬度大，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間就長(zhǎng)， 直到電流達(dá)到同一設(shè)定的電流，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流的效果。附圖3是兩套電源并聯(lián)時(shí)，兩電源完 全一致時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)比示意圖，附圖4是兩套電源并聯(lián)時(shí)，兩電源不完全一致時(shí)的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)對(duì)比示意圖，電源1的內(nèi)阻小，電源2的內(nèi)阻大，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的寬度較大(t2大于tl)，但 IP1 和 IP2 相等(IPlmax = IP2max)。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)電路可提高整機(jī)的工作可靠性，延長(zhǎng)工作壽命；可充分發(fā) 揮功率管的效能，減小冗余量，降低成本；降低器件要求和制造難度，提高合格率。
權(quán)利要求一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，包括兩個(gè)以上的直流開(kāi)關(guān)電源模塊，所述直流開(kāi)關(guān)電源模塊之間為并聯(lián)連接；其特征在于所述各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊均包括子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器、閉環(huán)反饋環(huán)路，所述子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器之間依次相互連接后引設(shè)有電源正極和電源負(fù)極，所述各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊的電源正極相互連接形成輸出正極，電源負(fù)極相互連接形成輸出負(fù)極；還設(shè)有電壓控制電路，閉環(huán)反饋環(huán)路將逆變電路中的峰值電流信號(hào)與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后輸入到子電源PWM發(fā)生及控制電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，其特征在于 所述子電源PWM發(fā)生及控制電路包括PWM控制集成電路、IGBT，所述PWM控制集成電路上設(shè) 有PWM輸出端，所述PWM輸出端通過(guò)IGBT與逆變電路連接，所述各個(gè)PWM控制集成電路中 設(shè)有同步信號(hào)引腳SYN，且各個(gè)同步信號(hào)引腳SYN之間相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，其特征在于 逆變電路中的峰值電流信號(hào)與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后輸入到各個(gè)PWM控制 集成電路中的引腳C/S+。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，其特征在于 所述電壓控制電路包括電壓輸入端UP麗、跟隨器U2A，電壓輸入端UPWM與跟隨器U2A輸入 端連接，隨器U2A輸出端通過(guò)一個(gè)電阻和一個(gè)電容后與PWM控制集成電路中輸入引腳IN連 接。
專利摘要一種大功率直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)閉環(huán)控制電路，各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊均包括子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器、閉環(huán)反饋環(huán)路，所述子電源PWM發(fā)生及控制電路、逆變電路、變壓器之間依次相互連接后引設(shè)有電源正極和電源負(fù)極，所述各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源模塊的電源正極相互連接形成輸出正極，電源負(fù)極相互連接形成輸出負(fù)極；還設(shè)有電壓控制電路，閉環(huán)反饋環(huán)路將逆變電路中的峰值電流信號(hào)與電壓控制電路的控制信號(hào)進(jìn)行比較后輸入到子電源PWM發(fā)生及控制電路中?？墒垢髯与娫吹腜WM同步，但又有獨(dú)立性，受同一個(gè)控制信號(hào)控制，通過(guò)閉環(huán)反饋，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的均衡。
文檔編號(hào)H02M3/335GK201590762SQ200920262380
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者徐愛(ài)平, 潘磊, 蕭波 申請(qǐng)人:深圳市佳士科技股份有限公司