專利名稱：一種模塊化dc-dc變換器系統(tǒng)及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，特別是涉及一種模塊化DC-DC變換器系 統(tǒng)，每個(gè)模塊有獨(dú)立控制裝置，能平衡輸入電流和輸入電壓。
背景技術(shù)：
多輸入DC-DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)現(xiàn)已日益流行，因其能同時(shí)處理不同的輸入電源，并能 給出提供單一輸出。將N個(gè)模塊連接在一起，組成一個(gè)模塊化電源系統(tǒng)。對(duì)于多輸入DC-DC 轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，變換器輸入并聯(lián)，當(dāng)電源的輸入功率大到不能由一個(gè)轉(zhuǎn)換器模塊滿足時(shí)，需要 多個(gè)模塊。每個(gè)模塊應(yīng)能控制其自己的輸入電流，并將其限制在其自身額定功率以下。變 換器輸入串聯(lián)，當(dāng)電源的輸出電壓大到已超出轉(zhuǎn)換器模塊變換范圍時(shí)，需要多個(gè)模塊。每個(gè) 輸入模塊應(yīng)能控制其自己的輸入電壓，并將其限制在其自己的額定輸入電壓以下。為取得最大化的使用，系統(tǒng)應(yīng)主要應(yīng)用在適用于所有DC輸出和整流AC輸出源。 例如，可再生能源(風(fēng)力發(fā)電機(jī)，和太陽(yáng)能光伏板)、多輸出開(kāi)關(guān)電源。例如，用在老化測(cè)試 系統(tǒng)中的能量再循環(huán)E-負(fù)載中。在此情況下，變換器的目標(biāo)是開(kāi)關(guān)電源(SMPS)的輸出。輸 出電壓和電流規(guī)格對(duì)不同的被測(cè)裝置(UUT)變化很大，無(wú)論它們是單輸出或多輸出。老化 測(cè)試的特點(diǎn)是控制電子負(fù)載(E負(fù)載)DC-DC變換模塊的輸入功率。在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)模塊不可能是同樣的。同一型號(hào)的元件，無(wú)論主動(dòng)或被動(dòng)，都 可能略有不同。因此，如果沒(méi)有特定的控制電路，系統(tǒng)就不能工作在穩(wěn)定的條件下?？赡軙?huì) 發(fā)生失控情況。當(dāng)有小的干擾引起模塊輸入電壓增加時(shí)，整個(gè)輸入電壓可能會(huì)加到一個(gè)模 塊，導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。在現(xiàn)有技術(shù)中，多考慮單個(gè)的電壓模式變換器，如激變換器，反激變換器，隔離全 橋DC-DC變換器。單個(gè)變換器的輸入與大的輸入LC濾波器串聯(lián)連接，每個(gè)變換器的輸出直 接并聯(lián)連接。控制裝置聚焦中輸出電流分享和輸入電壓分享上。換言之，系統(tǒng)的輸入功率 由所連接的輸出負(fù)載所決定。因此，需要一種控制裝置，使輸入系統(tǒng)的功率由系統(tǒng)自身以及獨(dú)立于輸入負(fù)載所 決定，并且在系統(tǒng)參數(shù)不匹配的情況下，能進(jìn)行有效的控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，帶有獨(dú)立的模塊控制 裝置，有效控制模塊的輸入電流和輸入電壓，并且不受輸入負(fù)載的影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。本實(shí)用新型的目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)DC-DC變換器模塊，每個(gè)模塊帶有 相互獨(dú)立的控制裝置，其特征在于，每個(gè)模塊的控制裝置包括兩個(gè)控制環(huán)路，輸入電流環(huán)路 和輸入電壓輔助環(huán)路，其中，所述輸入電流環(huán)路包括誤差放大器，以一個(gè)固定電壓為基準(zhǔn)電 壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸入電流進(jìn)行控制；輸入電壓輔助環(huán)路包括誤差放大器，通過(guò)所述模塊本身的輸入電壓，經(jīng)過(guò)所述輸入電壓輔助環(huán)路誤差放大器，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓，提 供給所述輸入電流環(huán)路；和所述輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括運(yùn)算器，將所述電壓環(huán)路的控制 電壓，與所述固定的基準(zhǔn)電壓比較，給出一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，用所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓 信號(hào)，通過(guò)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器器，對(duì)相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括電流感 知電路，感知模塊的輸入電流，并將感知的輸入電流提供給所述電流環(huán)路的誤差放大器。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述電流感知電路包括電流傳感器和 電阻。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，所述電流感知電路的 電阻為可變電阻。在另一個(gè)實(shí)施方案，所述電流感知電路進(jìn)一步包括多個(gè)有不同阻值的電 阻，和所述電流感知電路還包括開(kāi)關(guān)，用于在多個(gè)電阻之間切換。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器采用 PI控制器(比例積分控制器)、比例差動(dòng)放大控制器、或比例積分差動(dòng)放大器。所述固定電 壓選用2. 5V電壓。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，所述輸入電流環(huán)路的 運(yùn)算器為加法器或減法器，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基準(zhǔn)電壓比較，輸出 所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施方案，所述輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器包括差動(dòng)放大 器電路，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基準(zhǔn)電壓比較，輸出所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器 包括比例放大器和運(yùn)算器。所述運(yùn)算器為加法器或減法器。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器 包括差動(dòng)放大器電路。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路進(jìn)一步包括輸 入電壓探測(cè)電路，探測(cè)相應(yīng)模塊的輸入電壓。所述輸入電壓探測(cè)電路包括差動(dòng)放大器電路。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電流環(huán)路的還包括移相控制 器，根據(jù)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器輸出的控制電壓信號(hào)，產(chǎn)生門(mén)信號(hào)。本實(shí)用新型的目的還可由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，其特征在于，所述模塊控制 裝置包括兩個(gè)控制環(huán)路，輸入電流環(huán)路和輸入電壓輔助環(huán)路，其中，所述輸入電流環(huán)路包括 誤差放大器，以一個(gè)固定的電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸入電流進(jìn)行控制；輸入電壓輔 助環(huán)路包括誤差放大器，通過(guò)所述模塊本身的輸入電壓，經(jīng)過(guò)所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤 差放大器，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓，提供給所述輸入電流環(huán)路；和所述輸入電流環(huán)路 進(jìn)一步包括運(yùn)算器，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基準(zhǔn)電壓比較，給出一個(gè)動(dòng) 態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，用所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，通過(guò)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器，對(duì) 相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括電流感知電路，感知模塊的輸入電流，并將感知的模塊輸入電流 提供給所述電流環(huán)路的誤差放大器。[0022]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 電流感知電路包括電流傳感器和電阻。其中，在一個(gè)實(shí)施方案，所述電流感知電路的電阻為 可變電阻。在另一個(gè)實(shí)施方案，所述電流感知電路進(jìn)一步包括多個(gè)有不同阻值的電阻，和所 述電流感知電路還包括開(kāi)關(guān)，用于在多個(gè)電阻之間切換。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電流環(huán)路的誤差放大器采用PI控制器(比例積分控制器)、比例差動(dòng)放大控制器、比例 積分差動(dòng)放大器。所述固定的電壓選用2. 5V電壓在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器為加法器或減法器，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基 準(zhǔn)電壓比較，輸出所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器采用差動(dòng)放大器電路，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的 基準(zhǔn)電壓比較，輸出所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器包括比例放大器和運(yùn)算器。所述運(yùn)算器為加法器或減法器。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述 輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器采用差動(dòng)放大器電路。進(jìn)一步地，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述輸入電壓輔助環(huán)路進(jìn) 一步包括輸入電壓探測(cè)電路，探測(cè)相應(yīng)模塊的輸入電壓。所述輸入電壓探測(cè)電路采用差動(dòng) 放大器電路。進(jìn)一步地，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，所述輸入電流環(huán)路的還包 括移相控制器，根據(jù)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器輸出的控制電壓信號(hào)，產(chǎn)生控制信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于，系統(tǒng)模塊標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)使用不同的系統(tǒng)配置，系統(tǒng)能提 供范圍寬范的功率和電壓。不需要其它的模塊和系統(tǒng)，因此，減少成本，制造簡(jiǎn)單。不受不同模塊元件變化的控制，每個(gè)模塊不完全一樣，相同型號(hào)的元件也有不同。 本實(shí)用新型的控制方法能在此情況下平衡輸入電壓分配，防止失控情況發(fā)生。電路簡(jiǎn)單。各模塊的控制裝置相互獨(dú)立，分別檢測(cè)各模塊自己的輸入電壓和電流， 控制每個(gè)模塊自己的PWM，不需要交叉模塊配線，簡(jiǎn)化系統(tǒng)。

圖1示出本實(shí)用新型模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，模塊輸入串聯(lián)；圖1 (a)示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入 串聯(lián)時(shí)，模塊1的控制裝置；圖1 (b)示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入 串聯(lián)時(shí)，模塊2的控制裝置；圖2示出本實(shí)用新型模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，模塊輸入并聯(lián)；圖2(a)示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入 并聯(lián)時(shí)，模塊1的控制裝置；[0038]圖2(b)示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入 并聯(lián)時(shí)，模塊2的控制裝置；圖3和圖4示出在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，在模 塊輸入串聯(lián)時(shí)，在模塊1和2的額定電流不匹配時(shí)的運(yùn)行；圖5示出，根據(jù)本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，模塊控制 裝置輸入電流環(huán)路的一部分； 圖6示出，根據(jù)本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，模塊控制
裝置；圖7示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制 裝置的輸入電壓輔助環(huán)路；圖8示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制 裝置，輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器；圖9示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制 裝置的輸入電壓輔助環(huán)路和輸入電壓探測(cè)電路；和圖10示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制 裝置，輸入電流環(huán)路的電流感知電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)包括至少兩個(gè)DC-DC變換器模塊，每個(gè)模 塊帶有相互獨(dú)立的控制裝置，每個(gè)模塊的控制裝置包括兩個(gè)控制環(huán)路，輸入電流環(huán)路和輸 入電壓輔助環(huán)路。各模塊通過(guò)其相應(yīng)的控制裝置，對(duì)模塊的輸入電流或輸入電壓進(jìn)行控制， 在各個(gè)模塊之間，平衡輸入電流和輸入電壓，進(jìn)而平衡每個(gè)模塊的輸入功率。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置中，輸入電流環(huán)路包括 誤差放大器，以一個(gè)固定的電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。例如，可選 用固定的2. 5V電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置中，輸入電壓輔助環(huán)路 包括誤差放大器，通過(guò)單個(gè)模塊本身的輸入電壓，經(jīng)過(guò)放大器，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電 壓，到模塊的輸入電流環(huán)路。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置中，輸入電流環(huán)路還進(jìn) 一步包括運(yùn)算器，來(lái)自輸入電壓輔助環(huán)路的控制電壓，通過(guò)運(yùn)算器，用來(lái)改變固定的基準(zhǔn)電 壓，給輸入電流環(huán)路提供一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓，接下來(lái)，該動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓，通過(guò)輸入電流 環(huán)路的誤差放大器，對(duì)相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。在本實(shí)用新型中，模塊的控制裝置采用輸入電流環(huán)路和輸入電壓輔助環(huán)路，感應(yīng) 模塊的輸入電壓、輸入電流，對(duì)模塊的輸入電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，平衡各模塊的輸入電流和輸 入電壓，平衡模塊的輸入功率，不受負(fù)載的影響，因此能使輸入系統(tǒng)的功率由系統(tǒng)自身以及 獨(dú)立于輸入負(fù)載所決定。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)及其模塊控制裝置。圖1示出本實(shí)用新型模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。在圖1所示的實(shí)施方案中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)包括兩個(gè)DC-DC變換器模塊，模塊1和模塊2。在圖1 所示的實(shí)施方案中，模塊1和模塊2輸入串聯(lián)連接。進(jìn)一步地，圖1 (a)示出模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入串聯(lián)時(shí)模塊1的控制裝 置10，和圖1 (b)示出模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入串聯(lián)時(shí)模塊2的控制裝置10。如圖 1(a)所示，模塊1的控制裝置包括輸入電流環(huán)路100，和輸入電壓輔助環(huán)路200。輸入電流 環(huán)路100包括控制器G(S)，以一個(gè)固定的電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)模塊1的輸入電流I(inl)進(jìn)行 控制，例如，可選用固定的2. 5V電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)模塊1的輸入電流I(inl)進(jìn)行控制。。繼 續(xù)參照?qǐng)D1 (a)，輸入電壓輔助環(huán)路200的誤差放大器210包括比例放大器K和運(yùn)算器201， 模塊1自身的輸入電壓V(inl)在運(yùn)算器201與一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較后，經(jīng)過(guò)放大器K，輸出 一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓Vv(。。ntMl D，到輸入電流環(huán)路100，通過(guò)其改變2. 5V的基準(zhǔn)電壓，提 供一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)VI(inl)ref，用該動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓VI(inlkrf，加上感應(yīng)到的輸入電流 V(inl)，通過(guò)誤差放大器G(s)，輸出輸入電流環(huán)路的控制電壓V(。。ntMl d，對(duì)模塊1的輸入電流 I(inl)進(jìn)行控制。類似地，如圖1(b)所示，在模塊2，控制裝置10包括輸入電流環(huán)路100，和輸入電 壓輔助環(huán)路200。在輸入電流環(huán)路100，用一個(gè)固定的2. 5V電壓為基準(zhǔn)電壓，加上感應(yīng)到的 模塊2的輸入電流I (in2)，通過(guò)誤差放大器G (s)，輸入電流環(huán)路的控制電壓V(。。ntMl 2)，控制模 塊2的PWM，進(jìn)而對(duì)模塊2的輸入電流Iiin2)進(jìn)行控制。在輸入電壓輔助環(huán)路200，誤差放大 器210包括比例放大器K和運(yùn)算器201，模塊2本身的輸入電壓Viin2)在運(yùn)算器201與一個(gè) 基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較后，經(jīng)過(guò)放大器K，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓Vv(。。ntMl 2)，到輸入電流 環(huán)路100。在輸入電流環(huán)路100，控制電壓Vv(。。ntral 2)與2. 5V的基準(zhǔn)電壓相比較，給出一個(gè) 動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)VI(in2)Mf，加上模塊2的輸入電流I(in2)，通過(guò)誤差放大器G(S)，輸出輸 入電流環(huán)路的控制電壓V(。。ntMl 2)，控制模塊2的PWM，從而對(duì)模塊2的輸入電流I (in2)進(jìn)行控 制。進(jìn)一步地，輸入電流環(huán)路100還包括運(yùn)算器110，來(lái)自輸入電壓輔助環(huán)路200的控 制電壓 Vv (control 1)禾口 Vv (control 2)， 提供給輸入電流環(huán)路100的運(yùn)算器110，在此與固定的2. 5V 的基準(zhǔn)電壓相比較，輸出一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)VI(inl)ref和VI(in2)ref，到輸入電流環(huán)路100 的誤差放大器G (s)。輸入電壓輔助環(huán)路200的誤差放大器210包括比例放大器K和運(yùn)算器 器201，運(yùn)算器201將輸入電壓V(inl)和V(in2)與一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，然后通過(guò)放大器K， 輸出一個(gè)控制電壓Vv(。。ntral D和、。。_12)，提供給輸入電流環(huán)路，如圖1(a)和圖1(b)所示。圖2示出本實(shí)用新型模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。在圖2所示的實(shí) 施方案中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)包括兩個(gè)DC-DC變換器模塊，模塊1和模塊2。在圖2 所示的實(shí)施方案中，模塊1和模塊2的輸入并聯(lián)連接。進(jìn)一步地，圖2 (a)示出模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入并聯(lián)時(shí)模塊1的控制裝 置10，和圖2(b)示出模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)模塊輸入并聯(lián)時(shí)模塊2的控制裝置10。如 圖2(a)和圖2(b)所示，模塊1和模塊2的控制裝置10包括輸入電流環(huán)路100，和輸入電壓 輔助環(huán)路200，具體請(qǐng)參見(jiàn)上述有關(guān)說(shuō)明，在此不再贅述。在本實(shí)用新型，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，其輸入電壓輔助環(huán)路， 包括一個(gè)誤差放大器，通過(guò)其是將模塊的輸入電壓與一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)比較，提供一個(gè)誤差信
號(hào)，如前述的Vv(。。ntral
1)和 Vv (control 2)‘ 到輸入電流環(huán)路?；鶞?zhǔn)信號(hào)是各模塊在模塊互相匹配的理想狀態(tài)下的輸入電壓，各模塊的基準(zhǔn)信號(hào)是相同的。例如，在由N個(gè)模塊組成的系 統(tǒng)，當(dāng)N個(gè)模塊輸入串聯(lián)時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)為Vin(T。tal)/N，而當(dāng)N個(gè)模塊輸入并聯(lián)時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)為 Vin(T。tal)，等等，如圖1和圖2所示的兩個(gè)模塊的系統(tǒng)，在圖1的模塊輸入串聯(lián)的基準(zhǔn)信號(hào) VMT。tal)/2，和在圖2的模塊輸入并聯(lián)的基準(zhǔn)信號(hào)Vin(T。tal)。輸入電流環(huán)路，通過(guò)運(yùn)算器將輸 入電壓輔助環(huán)路提供的誤差信號(hào)與固定的2. 5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn) 信號(hào)，通過(guò)輸入電流環(huán)路的誤差放大器將其與相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行比較，生成一個(gè)PWM 信號(hào)，調(diào)節(jié)模塊的輸入電流，并在模塊輸入串聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)模塊的輸入電壓，從而在模塊輸入串 聯(lián)和并聯(lián)情況下，平衡模塊的輸入電流和輸入電壓。圖3和圖4示出在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，模 塊輸入串聯(lián)時(shí)，在模塊的額定輸入電流不平衡時(shí)的運(yùn)行。如圖3和圖4所示，模塊化DC-DC 變換器系統(tǒng)包括兩個(gè)DC-DC變換器模塊，模塊1和模塊2，帶有各自的控制裝置(未示出)， 模塊1和2的輸入串聯(lián)連接，模塊1的輸入電流為I(inl)，模塊2的輸入電流為I(in2)，由于兩 個(gè)模塊的輸入是串聯(lián)連接，所以，模塊1的輸入電流與模塊2的輸入電流相等，S卩，I(inl)= I (in2) °以模塊ι為例，模塊ι的控制裝置包括模塊ι的輸入電流環(huán)路100和輸入電壓輔 助環(huán)路200。輸入電流環(huán)路100可包括誤差放大器G(S)，基準(zhǔn)電壓信號(hào)為VI(inlkrf，基準(zhǔn)電 壓的初始值為2. 5V。在輸入電流環(huán)路100，基準(zhǔn)電壓過(guò)誤差放大器對(duì)模塊 1的輸入電流Ianl)進(jìn)行控制。模塊1的輸入電壓環(huán)路200的誤差放大器包括比例放大器K，模塊1的輸入電壓 為V(inl)，輸入電壓環(huán)路探測(cè)模塊1的輸入電壓V(inl)，通過(guò)放大器K，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控 制電壓信號(hào)Vv(。。ntMl D，提供給模塊1的輸入電流環(huán)路100。在輸入電流環(huán)路100，通過(guò)運(yùn)算 器110，電壓環(huán)路提供的控制電壓信號(hào)Vv(。。ntral D，與2. 5V基準(zhǔn)電壓信號(hào)比較，使2. 5V的基 準(zhǔn)電壓發(fā)生變化，提供一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vliinlkrf，通過(guò)為誤差放大器G(S)，輸出電 流環(huán)路的控制電壓V(。。ntral D對(duì)模塊1的輸入電流I(inl)進(jìn)行控制。圖3和圖4示出在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)模塊的模塊化DC-DC變換 器系統(tǒng)，在模塊輸入串聯(lián)時(shí)，在模塊的額定輸入電流不平衡時(shí)，模塊1的額定電流小于模塊 2的額定電流時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，當(dāng)兩個(gè)DC-DC變換 器模塊輸入串聯(lián)時(shí)，如果模塊1和2的額定電流相匹配，它們的輸入電流相同I(inl) = I(in2), 它們的輸入電壓也相同V(inl) =V(inl)，即，模塊1和2的輸入電流和輸入電壓平衡。但是，如 果模塊1和2的額定電流不匹配的情況下，例如，如果模塊1的額定電流小于模塊2的額定 電流，初始時(shí)，由于模塊1和2的輸入串聯(lián)，模塊1的I(inl)就會(huì)增加，模塊1輸入電流環(huán)路 100的初始基準(zhǔn)電壓是2. 5V，來(lái)自輸入電流環(huán)路誤差放大器G ( 的控制電壓Vtemtral D會(huì)下 降，例如，降為零，則模塊1的輸入電壓V(inl)就會(huì)升高，而模塊2的輸入電壓V(in2)因模塊1 的輸入電壓V(inl)的升高而下降，模塊1和2的輸入電壓不平衡，V(inl) >V(in2)。對(duì)于本實(shí)用 新的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，接下來(lái)，一方面，在模塊1，來(lái)自模塊1輸入電壓環(huán)路誤差放 大器的控制電壓從開(kāi)始的0值下降為負(fù)值，提供到輸入電流環(huán)路，模塊1的輸入電流環(huán)路的 動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓升，例如，可能升到2. 5V以上，輸入電流環(huán)路輸出的控制電壓信 號(hào)V(。。ntMl D上升，模塊1的輸入電流Ianl)增加，模塊1的輸入電容Cl放電，補(bǔ)償模塊1輸 入電流Ianl)的增加，模塊1的輸入電壓V(inl)下降，如圖3所示；另一方面，在模塊2，模塊2的輸入電壓V(in2)開(kāi)始時(shí)因模塊1的輸入電壓V(inl)的升高而下降，模塊2的控制裝置使模 塊2的輸入電壓環(huán)路誤差放大器輸出的控制電壓從開(kāi)始的0值上升到正值，提供給輸入電 流環(huán)路，模塊2輸入電流環(huán)路的動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)電壓VI(in2)ref下降，例如可能降到2. 5V以下，輸出 控制電壓信號(hào)V(。。ntral 2)下降，模塊2的輸入電流Ian2)下降，更多的電流流進(jìn)模塊2的輸入 電容C2，輸入電容C2充電，模塊2的輸入電壓V(in2)上升，如圖4所示。最終，通過(guò)模塊1和2的控制裝置，使模塊1和2的輸入電流達(dá)到其額定輸入電流 的平均值，即，模塊1和2最終的輸入電流Ifintonal)) = (I 1額定+工2額定 )/2，同時(shí)，模塊1的輸 入電壓V(inl)接近模塊2的輸入電壓Viin2)，二者相差不大，幾乎相等，從而達(dá)到模塊1和2的 輸入電流可變到與模塊1和2的平均電流相同的水平，以及模塊1和2的輸入電壓幾乎相 等的分配。在本實(shí)用新型中，對(duì)于N個(gè)模塊的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，在模塊輸入串聯(lián)時(shí)， 通過(guò)各模塊的控制裝置，使模塊1，2，. . .，N的輸入電流Ianifinal)) = (I ι額定+12額定+· · · +In額 S) /N,即，使每個(gè)模塊的輸入電流達(dá)到N個(gè)模塊平均電流相同的水平，并且各模塊的輸入電 壓幾乎相等的分配，實(shí)現(xiàn)模塊輸入電流、輸入電壓的平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模塊輸入功率的平衡， 并且不受負(fù)載的影響。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)中，采用一種有效輸入串聯(lián)控制裝置， 使得模塊串聯(lián)連接時(shí)每個(gè)模塊分享的輸入電壓能幾乎相等。不受每個(gè)模塊元件值變化的影 響。類似地，在本實(shí)用新型中，對(duì)于N個(gè)模塊的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，在模塊輸 入并聯(lián)時(shí)，各模塊的輸入電壓相等，Vinl = Vin2 = ... = vin(t。tal)，在模塊控制裝置輸入電壓 輔助環(huán)路，Vinl, Vin2，...與vin(t。tal)比較后的結(jié)果為零，輸入電壓輔助環(huán)路輸出的控制電壓 ^V (control 1)，^V (control2) ‘ · · · ^V (control N) 也為零，模塊控制裝置的輸入電壓輔助環(huán)路在模塊輸入 并聯(lián)時(shí)不起作用。在輸入電流環(huán)路，基準(zhǔn)電壓是固定的2. 5V，加了探測(cè)的輸入電流，通過(guò)誤 差放大器對(duì)模塊的輸入電流實(shí)施控制。在模塊輸入并聯(lián)時(shí)，各模塊的輸入電流相互獨(dú)立，各 模塊控制裝置獨(dú)立運(yùn)行，各模塊有其自己的額定輸入電流，當(dāng)模塊間額定電流不同時(shí)，模塊 具有不同的額定功率，互不影響，并且不受負(fù)載的影響。以上，雖然說(shuō)明了本實(shí)用新型的帶模塊控制裝置的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，在 模塊輸入串聯(lián)、模塊額定電流不匹配情況下的運(yùn)行情況，但是，應(yīng)能理解，本實(shí)用新型的帶 模塊控制裝置的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)也同樣適用于模塊輸入并聯(lián)，和/或模塊、元器件 等其他參數(shù)不匹配的情況下，實(shí)現(xiàn)各模塊的輸入電流、輸入電壓的平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模塊輸入 功率的平衡，并且不受負(fù)載的影響。圖5示出，根據(jù)本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，模塊控 制裝置的輸入電流環(huán)路。如圖5所示，在本實(shí)施方案中，輸入電流環(huán)路包括的誤差放大器 G(S)，它具有計(jì)算兩個(gè)輸入信號(hào)的誤差，并具有放大誤差信號(hào)的功能，可采用PI控制器(比 例積分控制器)、比例差動(dòng)放大控制器、比例積分差動(dòng)放大器、或其它有類似功能的控制器。 例如，對(duì)于模塊1來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)電壓為VI(inl)Mf，模塊1的輸入電流為I(inl)，通過(guò)誤差放大 器G(s)，輸入電流環(huán)路100輸出控制信號(hào)V(。。ntral D，控制模塊1的PWM，進(jìn)而控制輸入電流 I(inl)。運(yùn)算器110可采用加法器，或減法器，等等。圖6示出控制裝置輸入電流環(huán)路的一個(gè)實(shí)施方案，在本實(shí)施方案中，控制裝置的電流環(huán)路100還包括移相控制器，如120所示，誤差放大器G (s)輸出的控制信號(hào)V(。。ntMl d， 通過(guò)移相控制器120，產(chǎn)生模塊控制信號(hào)，控制模塊1的PWM，控制調(diào)節(jié)模塊1的輸入電流 I(inl)。具體地，在移相控制器120，控制信號(hào)V(。。ntral D與三角齒形波相比較，產(chǎn)生MOSFET門(mén) 信號(hào)C和D，控制模塊1。移相控制器可采用UCC3895或微處理器等。圖7示出，根據(jù)本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的模塊控 制裝置的一部分。如圖7所示，在本實(shí)施方案中，輸入電壓輔助環(huán)路200，包括誤差放大器 210，圖7所示的實(shí)施方案中，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)包括模塊1和模塊2，模塊1和模塊 2的輸入串聯(lián)，以模塊1為例，通過(guò)誤差放大器210，將模塊1的輸入電壓V(inl)與基準(zhǔn)信號(hào) Vin(Total)/2比較，提供誤差信號(hào)Vv(。。ntMl d，到輸入電流環(huán)路。進(jìn)一步地，誤差放大器100可包括比例放大器K和運(yùn)算器201。進(jìn)一步地，K也可 采用乘法器，等等，運(yùn)算器201可采用加法器，或減法器，等等。在本實(shí)用新型，輸入電流環(huán)路運(yùn)算器110的可選用差動(dòng)放大器電路，輸入電壓輔 助環(huán)路200的誤差放大器也可采用差動(dòng)放大器電路。圖8示出輸入電流環(huán)路運(yùn)算器110的 差動(dòng)放大器電路的一個(gè)實(shí)施例，和圖9示出輸入電壓輔助環(huán)路200的誤差放大器的一個(gè)實(shí) 施例。也可采用差動(dòng)放大器電路本領(lǐng)域技術(shù)人員可視情況一個(gè)方案，如圖8所示，輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器110的差動(dòng)放大器電路130，包括一個(gè)運(yùn)算放 大器131和四個(gè)電阻R4，2. 5V的基準(zhǔn)電壓與電壓環(huán)路200提供的控制電壓Vv(。。ntMl 通過(guò) 電阻R4和運(yùn)算放大器131進(jìn)行比較，提供一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)VI(inlkrf，給輸入電流環(huán) 路的誤差放大器，進(jìn)而，通過(guò)輸入電流環(huán)路，實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊1的輸入電流I(inl)的控制。在圖9所示的實(shí)施方案中，輸入電壓輔助環(huán)路200的差動(dòng)放大器電路220，可包括 一個(gè)運(yùn)算放大器221和四個(gè)電阻R2和R3，以模塊1為例，運(yùn)算放大器221的正極通過(guò)電阻 R2與基準(zhǔn)信號(hào)相連，負(fù)極通過(guò)電阻R2與輸入電壓V(inl)相連，通過(guò)運(yùn)算放大器221，輸出控 制電壓Vv(。。ntrall)，到輸入電流環(huán)路。在本實(shí)用新型中，輸入電壓輔助環(huán)路200還可包括一個(gè)輸入電壓探測(cè)電路，探測(cè) 模塊的輸入電壓，將探測(cè)的模塊輸入電壓提供給輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器，并在誤 差放大器，通過(guò)與基準(zhǔn)信號(hào)比較后，輸出一個(gè)控制電壓信號(hào)Vv(。。ntMl
1)，Vv (control 2)，· · · ^V (control
N)，提供給輸入電流環(huán)路。進(jìn)一步地，繼續(xù)參照?qǐng)D9，輸入電壓探測(cè)電路可采用差動(dòng)放大器電路，如圖9中230 所示，差動(dòng)放大器電路230也可包括一個(gè)運(yùn)算放大器231和四個(gè)電阻Rl，用以探測(cè)模塊1的 輸入電壓，并將其提供給輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器。在圖9所示的探測(cè)電路的實(shí)施 方案中，運(yùn)算放大器231，將輸入電壓V(inl)與接地信號(hào)V(inl)_KTN進(jìn)行比較，其輸出提供給輸 入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器，如提供給如圖9所示的差動(dòng)放大器電路220。雖然，圖8和圖9示出了差動(dòng)放大器電路包括一個(gè)運(yùn)算放大器和四個(gè)電阻的實(shí)施 方案，但顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可視情況采用不同的差動(dòng)放大器電路，如用三個(gè) 運(yùn)算放大器等的電路，實(shí)現(xiàn)將基準(zhǔn)信號(hào)與輸入電壓V(inl)相比較，輸出控制電壓、—d， 到輸入電流環(huán)路。以上有些實(shí)施方案是以模塊1為例，對(duì)模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置 進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)于本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，當(dāng)包括N個(gè)模塊時(shí)，每個(gè)模塊都 有相同的控制裝置，每個(gè)模塊的控制裝置互相獨(dú)立，對(duì)模塊的輸入電流和輸入電壓進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，在系統(tǒng)中的模塊、元器件不匹配的情況 下，例如，模塊控制裝置中的輸入電壓輔助環(huán)路中的比較放大器K的比較增益不匹配，變壓 器匝數(shù)比不匹配，電阻不匹配，等等，調(diào)節(jié)模塊的輸入電流和輸入電壓，調(diào)節(jié)模塊的輸入電 流，可變到與所有模塊的平均電流相同的水平，調(diào)節(jié)模塊的輸入電壓，在模塊輸入串聯(lián)時(shí)， 每個(gè)模塊的輸入電壓幾乎相等的分配，在模塊輸入并聯(lián)時(shí)，每個(gè)模塊的輸入電壓相等。還有，在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，控制裝置的輸入電壓輔助環(huán)路 中，輸入探測(cè)電路的不匹配在模塊輸入串聯(lián)時(shí)也會(huì)引起輸入電壓的分配不平衡，但在本實(shí) 用新型中，通過(guò)模塊控制裝置，模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)就能平衡各模塊的輸入電流和電 壓，因此，能平衡各模塊的輸入功率，并且不受負(fù)載的影響。進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型中，輸入電流環(huán)路，還可包括輸入電流感知電路，感知模 塊的輸入電流，并將感知到的輸入電流提供給輸入電流環(huán)路的誤差放大器。圖10示出電流感知電路的一個(gè)實(shí)施方案，它包括輸入電流傳感器，將感知的輸入 電流提供給輸入電流環(huán)路的誤差放大器。電流傳感器將模塊的輸入電流減低后輸出一個(gè)小 的電流信號(hào)，提供給輸入電流環(huán)路的誤差放大器，電流傳感器可采用霍爾傳感器，等。輸入 電流感知電路還可進(jìn)一步包括功率電阻R，通過(guò)其感知電流傳感器輸出的小的電流信號(hào)，提 供給輸入電流環(huán)路的誤差放大器，如圖10所示。進(jìn)一步地，電阻R可選用阻值可變的可變電 阻。而在另一個(gè)實(shí)施方案中，輸入電流感知電路也可包括數(shù)個(gè)功率電阻，有不同的阻值，還 可包括開(kāi)關(guān)，能根據(jù)需要在不同阻值的功率電阻之間切換，使輸入電流感知電路的功率電 阻具有變化的電阻值。在模塊輸入并聯(lián)時(shí)，每個(gè)模塊的輸入電流單獨(dú)地由一個(gè)固定的2. 5V 基準(zhǔn)電壓和一個(gè)變化功率電阻有效地控制。模塊的輸入并聯(lián)連接，能定義從被測(cè)裝置輸出 的總功率和輸入給單個(gè)模塊的功率。雖然，圖10示出電流感知電路的一個(gè)實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需 要采用其它電路來(lái)感知模塊的輸入電流，并將感知到的輸入電流提供給輸入電流環(huán)路的誤 差放大器。如電流感知電路可選擇包括電流傳感器和電阻，電阻兩端的電壓降信號(hào)提供給 輸入電流環(huán)路的誤差放大器，電阻優(yōu)選幾或包括輸入電感，將電感兩端的電壓降信號(hào)提供 給輸入電流環(huán)路的誤差放大器，等等?？梢?jiàn)，在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，輸入電流環(huán)路 進(jìn)一步包括電流感知電路，感知模塊的輸入電流，并將感知的輸入電流提供給輸入電流環(huán) 路的誤差放大器。電流感知電路包括電流傳感器和功率電阻。進(jìn)一步，電流感知電路包括 多個(gè)有不同阻值的功率電阻，和輸入電流環(huán)路還包括開(kāi)關(guān)，用于在多個(gè)功率電阻之間切換。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)中，每個(gè)模塊的控制裝置相互獨(dú)立，分 別探測(cè)每個(gè)模塊自己的輸入電壓和輸入電流，控制每個(gè)模塊自己的PWM，控制調(diào)節(jié)每個(gè)模塊 自己的輸入電流，不需要交叉模塊配線，簡(jiǎn)化系統(tǒng)?？刂蒲b置探測(cè)每個(gè)模塊自己的輸入電壓 和輸入電流包括在輸入電壓輔助環(huán)路，探測(cè)輸入電壓，和在輸入電流環(huán)路探測(cè)輸入電流。在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)中，DC-DC變換器可選用電流模式變換 器，這與大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)中采用電壓模式變換器是不同的。在本實(shí)用新型中，電流模式變換 器模塊可選用隔離升壓變換器。由于在本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)中，各變換 器模塊上施加的電壓平衡分配，因此，可選用低壓M0SFET，低壓MOSFET都有較好的導(dǎo)通電 阻，MOSFET的導(dǎo)通損耗被大大降低，因此，改善系統(tǒng)效率。[0086]本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，變壓器可采用多繞組隔離變壓器，將所 有模塊的磁能量組合在一起。在本實(shí)新型中，對(duì)于老化測(cè)試的具體應(yīng)用，控制裝置聚焦于輸入電流平衡和輸入 電壓分享，換言之，輸入系統(tǒng)的功率由系統(tǒng)自身以及獨(dú)立于輸入負(fù)載所決定。為充分利用變 換器模塊，系統(tǒng)能改變其輸入連接方式，適應(yīng)不同規(guī)格的被測(cè)裝置。本實(shí)用新型的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，可用于老化系統(tǒng)中。雖然，以上通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但應(yīng)能理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 在不偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神和范圍的情況下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行變化或改進(jìn)。
權(quán)利要求1.一種模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)DC-DC變換器模塊，每個(gè)模塊帶有相互 獨(dú)立的控制裝置，其特征在于，每個(gè)模塊的控制裝置包括兩個(gè)控制環(huán)路，輸入電流環(huán)路和輸 入電壓輔助環(huán)路，其中，所述輸入電流環(huán)路包括誤差放大器，以一個(gè)固定電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸入 電流進(jìn)行控制；輸入電壓輔助環(huán)路包括誤差放大器，通過(guò)所述模塊本身的輸入電壓，經(jīng)過(guò)所述輸入電 壓輔助環(huán)路誤差放大器，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓，提供給所述輸入電流環(huán)路；和所述輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括運(yùn)算器，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基 準(zhǔn)電壓比較，給出一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，用所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，通過(guò)所述輸入電 流環(huán)路的誤差放大器器，對(duì)相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路進(jìn) 一步包括電流感知電路，感知模塊的輸入電流，并將感知的輸入電流提供給所述電流環(huán)路 的誤差放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述電流感知電路包 括電流傳感器和電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述電流感知電路的 電阻為可變電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述電流感知電路進(jìn) 一步包括多個(gè)有不同阻值的電阻，和所述電流感知電路還包括開(kāi)關(guān)，用于在多個(gè)電阻之間 切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述固定電壓選用 2. 5V電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的 誤差放大器采用PI控制器、比例差動(dòng)放大控制器、或比例積分差動(dòng)放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的 運(yùn)算器為加法器或減法器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的 運(yùn)算器包括差動(dòng)放大器電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放 大器包括比例放大器和運(yùn)算器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)算器為加法 器或減法器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放 大器包括差動(dòng)放大器電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓輔助環(huán)路進(jìn) 一步包括輸入電壓探測(cè)電路，探測(cè)相應(yīng)模塊的輸入電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，所述輸入電壓探測(cè)電路包括差 動(dòng)放大器電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的還包括移相控制器，根據(jù)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器輸出的控制電壓信號(hào)，產(chǎn)生門(mén)信號(hào)。
16.一種用于模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)的模塊控制裝置，其特征在于，所述模塊控制裝 置包括兩個(gè)控制環(huán)路，輸入電流環(huán)路和輸入電壓輔助環(huán)路，其中，所述輸入電流環(huán)路包括誤差放大器，以一個(gè)固定的電壓為基準(zhǔn)電壓，對(duì)單個(gè)模塊的輸 入電流進(jìn)行控制；輸入電壓輔助環(huán)路包括誤差放大器，通過(guò)所述模塊本身的輸入電壓，經(jīng)過(guò)所述輸入電 壓輔助環(huán)路的誤差放大器，輸出一個(gè)電壓環(huán)路的控制電壓，提供給所述輸入電流環(huán)路；和所述輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括運(yùn)算器，將所述電壓環(huán)路的控制電壓，與所述固定的基 準(zhǔn)電壓比較，給出一個(gè)動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，用所述動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，通過(guò)所述輸入電 流環(huán)路的誤差放大器，對(duì)相應(yīng)模塊的輸入電流進(jìn)行控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包 括電流感知電路，感知模塊的輸入電流，并將感知的模塊輸入電流提供給所述電流環(huán)路的 誤差放大器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述電流感知電路包括電流 傳感器和電阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述電流感知電路的電阻為 可變電阻。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述電流感知電路進(jìn)一步包 括多個(gè)有不同阻值的電阻，和所述電流感知電路還包括開(kāi)關(guān)，用于在多個(gè)電阻之間切換。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的誤差放 大器采用PI控制器、比例差動(dòng)放大控制器、比例積分差動(dòng)放大器。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器 為加法器或減法器。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的運(yùn)算器 采用差動(dòng)放大器電路。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器包括 比例放大器和運(yùn)算器。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述運(yùn)算器為加法器或減法器。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，所述輸入電壓輔助環(huán)路的誤差放大器采用 差動(dòng)放大器電路。
27.根據(jù)權(quán)利要求16或沈所述的模塊控制裝置，所述輸入電壓輔助環(huán)路進(jìn)一步包括輸 入電壓探測(cè)電路，探測(cè)相應(yīng)模塊的輸入電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的模塊控制裝置，所述輸入電壓探測(cè)電路采用差動(dòng)放大器電路。
29.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述輸入電流環(huán)路的還包括 移相控制器，根據(jù)所述輸入電流環(huán)路的誤差放大器輸出的控制電壓信號(hào)，產(chǎn)生控制信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊控制裝置，其特征在于，所述固定的電壓選用2.5V電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)及其控制裝置，系統(tǒng)包括至少兩個(gè)DC-DC變換器模塊，輸入串聯(lián)或并聯(lián)。每個(gè)模塊有獨(dú)立的控制裝置，包括兩個(gè)控制環(huán)路，1，輸入電流環(huán)路，包括誤差放大器，用基準(zhǔn)電壓，對(duì)模塊的輸入電流進(jìn)行控制；和2，輸入電壓輔助環(huán)路，包括誤差放大器，模塊的輸入電壓，經(jīng)過(guò)誤差放大器，輸出電壓環(huán)路的控制電壓，到輸入電流環(huán)路；輸入電流環(huán)路進(jìn)一步包括運(yùn)算器，將電壓環(huán)路的控制電壓與基準(zhǔn)電壓比較，提供動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，通過(guò)輸入電流環(huán)路的誤差放大器，控制模塊的輸入電流。本案的模塊化DC-DC變換器系統(tǒng)及其控制裝置，平衡模塊的輸入電流和平衡輸入電壓，使輸入系統(tǒng)的功率由系統(tǒng)自身以及獨(dú)立于輸入負(fù)載所決定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少成本。
文檔編號(hào)H02M3/158GK201854186SQ201020294890
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者梁兆威, 陳紀(jì)明 申請(qǐng)人:雅達(dá)電子有限公司