多模式電流調(diào)度裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種多模式電流調(diào)度裝置，用于控制分散式電源系統(tǒng)中各電源供應(yīng)器的直流/直流轉(zhuǎn)換裝置，該多模式電流調(diào)度裝置包含一主動均流控制電路、一電流調(diào)度旁流電路及一垂下均流控制電路；依據(jù)各電源供應(yīng)器的輸入電源態(tài)樣、系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)、系統(tǒng)可靠率等各方面因素，選用主動均流模式、電流調(diào)度模式或垂下均流模式，以維持整體供電系統(tǒng)的供電效率，減少非必要的功率損失。
【專利說明】多模式電流調(diào)度裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明為一種多模式電流調(diào)度裝置，尤指一種應(yīng)用于多個服務(wù)器電源供應(yīng)器并聯(lián) 供電時，用以協(xié)調(diào)分配各電源供應(yīng)器的供電狀態(tài)。

【背景技術(shù)】
[0002] 請參考圖12所示的并聯(lián)電源供應(yīng)器供電系統(tǒng)，由多個電源供應(yīng)器1并聯(lián)組成。該 些電源供應(yīng)器1接收一輸入電壓Vin而產(chǎn)生額定的輸出電壓Vo以供給負(fù)載，當(dāng)任一電源供 應(yīng)器1故障時，其余正常的電源供應(yīng)器1可以正常提供電力給負(fù)載。此種并聯(lián)操作的優(yōu)點 為提供較高的系統(tǒng)可靠度、高效率運轉(zhuǎn)及元件易單獨維修保養(yǎng)等。
[0003] 各電源供應(yīng)器1內(nèi)部主要包含一前級電源電路101、一后級電源電路102以及對 應(yīng)的前級控制電路及后級控制電路。該前級電源電路101將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為一總線電 壓VI，通常是以一具有功率因數(shù)校正（PFC)功能的交流/直流轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。該后級電源電 路102將該總線電壓VI轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vo,該后級電源電路通常為一直流/直流轉(zhuǎn)換器構(gòu) 成。
[0004] 為確保各電源供應(yīng)器1彼此之間可適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)運作，在后級控制電路方面會負(fù)責(zé) 進(jìn)行均流操作，確保各電源供應(yīng)器1輸出均等電流。但目前各電源供應(yīng)器的電路設(shè)計僅能 執(zhí)行單一種控制模式，例如采用主動式均流控制（active current sharing control),其 常用技巧有自動主仆式均流控制（automatic master current sharing control)及平均 均流控制（average current sharing control)等控制模式，上述控制電路的硬件架構(gòu)只 適用所采用的控制模式。若要改變不同的控制方式，必須重新規(guī)劃設(shè)計電路架構(gòu)。
[0005] 除此之外，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)為輕載狀態(tài)時，若仍舊持續(xù)以均流控制方法令各臺電源供應(yīng) 器1均提供平均的電流，不僅各電源供應(yīng)器的供電效率降低，整個系統(tǒng)的供電運轉(zhuǎn)效率亦 會變差，總體的功率損失偏高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于既有并聯(lián)式電源供應(yīng)器系統(tǒng)的直流/直流轉(zhuǎn)換器，其控制電路僅能提供單一 種控制模式，本發(fā)明的主要目的是提供一種多模式電流調(diào)度裝置，其可根據(jù)負(fù)載狀態(tài)、輸入 電源種類及狀態(tài)、運轉(zhuǎn)效率及系統(tǒng)可靠度等其它考量因素，啟用相對應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)來選擇 合適的控制模式。
[0007] 本發(fā)明的多模式電流調(diào)度裝置用于控制一電源供應(yīng)器的直流/直流轉(zhuǎn)換器，該多 模式電流調(diào)度裝置包含：
[0008] -開關(guān)，設(shè)置在該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，其中該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電 壓于未通過該開關(guān)之前定義為一開關(guān)前端輸出電壓，通過該開關(guān)之后定義為一開關(guān)后端輸 出電壓；
[0009] -反饋電路，連接在該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端與輸入端之間，該反饋電路包 含一內(nèi)部反饋電路及一外部反饋電路以分別調(diào)整其內(nèi)外反饋電壓的權(quán)重，其內(nèi)部反饋電 路包含串聯(lián)的一第一電阻及一第二電阻，外部反饋電路由一遠(yuǎn)端反饋電阻及一第三電阻構(gòu) 成，用以補償線路阻抗壓降，通過內(nèi)外反饋電路所構(gòu)成一分壓電路進(jìn)行分壓而產(chǎn)生一反饋 分壓電壓，以設(shè)定額定輸出電壓及輸出電流對輸出電壓的垂下特性；
[0010] 一主動均流控制電路，包含一第一二極管、一第一旁流放大器電路、一均流控制器 及一均流總線開關(guān)，其中：
[0011] 該第一二極管正極連接該遠(yuǎn)端反饋電阻及該第三電阻之間的節(jié)點；
[0012] 該第一旁流放大器電路連接于該第一二極管的負(fù)極及該均流控制器的輸出控制 電壓之間；
[0013] 該均流控制器經(jīng)由該均流總線開關(guān)與其它并聯(lián)電源供應(yīng)器交換輸出電流信息，該 均流總線開關(guān)的另一端用以連接一均流總線；
[0014] 通過該均流控制器的輸出控制電壓，可調(diào)整該第一旁流放大器電路的一第一分流 電流；
[0015] 一電流調(diào)度旁流電路，包含一第二二極管及一第二旁流放大器電路，其中：
[0016] 該第二二極管的正極連接該遠(yuǎn)端反饋電阻及該第三電阻間的節(jié)點；
[0017] 該第二旁流放大器電路的輸出端連接該第二二極管的負(fù)極，該第二旁流放大器電 路的輸入端經(jīng)由一第一開關(guān)接收一控制電壓；
[0018] 一垂下均流控制電路，包含一第四電阻及一電壓放大器電路；
[0019] 該第四電阻的一端連接該反饋電路的反饋分壓節(jié)點；
[0020] 該電壓放大器電路的輸出端連接該第四電阻的另一端，該電壓放大器電路的輸入 端可接收兩個電壓信號，其中一電壓信號為經(jīng)過串聯(lián)的一第三開關(guān)及一第二開關(guān)所接收該 控制電壓，另一電壓信號為由一感測電流經(jīng)由一控制電路所產(chǎn)生并經(jīng)過一第四開關(guān)所接收 的控制電壓，藉此在電壓放大器電路輸出一垂下控制電壓。
[0021] 基于前述電路架構(gòu)，本發(fā)明可根據(jù)系統(tǒng)工作需求，控制前述第一?第四開關(guān)及均 流總線開關(guān)的開啟（0N)/截止（OFF)狀態(tài)，使電流調(diào)度裝置操作在一主動均流模式、垂下均 流模式或輸出電流調(diào)度模式，提供復(fù)合式電流控制。各開關(guān)與電路工作模式的對應(yīng)關(guān)系如 下表所示：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，用于控制一電源供應(yīng)器的直流/直流轉(zhuǎn)換 器，所述多模式電流調(diào)度裝置包含： 一開關(guān)，設(shè)置在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，其中所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電 壓于未通過所述開關(guān)之前定義為一開關(guān)前端輸出電壓，通過所述模組隔離開關(guān)之后定義為 一開關(guān)后端輸出電壓； 一反饋電路，連接在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端與輸入端之間，所述反饋電路包 含： 一內(nèi)部反饋電路，包含串聯(lián)的一第一電阻及一第二電阻，所述第二電阻的第一端連接 所述開關(guān)前端輸出電壓，第一電阻及第二電阻的串聯(lián)節(jié)點為一反饋分壓節(jié)點，所述反饋分 壓節(jié)點上具有一反饋分壓電壓； 一外部反饋電路，包含一遠(yuǎn)端反饋電阻及一第三電阻，所述遠(yuǎn)端反饋電阻的第一端連 接所述開關(guān)后端輸出電壓，所述第三電阻的第一端連接所述遠(yuǎn)端反饋電阻的第二端，所述 第三電阻的第二端連接所述反饋分壓節(jié)點； 一電流調(diào)度旁流電路，包含一第二二極管及一第二旁流放大器電路，其中： 所述第二二極管的正極連接所述遠(yuǎn)端反饋電阻的第二端及所述第三電阻的第一端； 所述第二旁流放大器電路的輸出端連接所述第二二極管的負(fù)極，所述第二旁流放大器 電路的輸入端接收一第一控制電壓； 一垂下均流控制電路，包含一第四電阻及一電壓放大器電路； 所述第四電阻的一端連接所述反饋電路的所述反饋分壓節(jié)點； 所述電壓放大器電路的輸出端連接所述第四電阻的另一端，所述電壓放大器電路的輸 入端接收一第二控制電壓，藉此所述電壓放大器電路可輸出一垂下控制電壓以經(jīng)由所述第 四電阻注入至所述反饋電路； 一微處理器，其輸入端連接所述開關(guān)前端輸出電壓、所述開關(guān)后端輸出電壓及一通訊 界面，所述微處理器可提供所述第一控制電壓與所述第二控制電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述微處理器輸出兩個 獨立的控制信號以分別作為所述第一控制電壓與所述第二控制電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述微處理器輸出一個 控制信號并經(jīng)由兩個開關(guān)而分別成為所述第一控制電壓與所述第二控制電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn) 一步包含有： 一主動均流控制電路，包含一第一二極管、一均流控制器、一第一旁流放大器電路及一 均流總線開關(guān)，其中： 所述第一二極管正極連接所述遠(yuǎn)端反饋電阻的第二端及第三電阻的第一端； 所述第一旁流放大器電路連接于所述第一二極管的負(fù)極及所述均流控制器的一輸出 控制電壓之間； 所述均流總線開關(guān)的一端連接所述均流控制器，另一端用以連接一均流總線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述垂下均流控制電路 進(jìn)一步包含： 一垂下均流控制器，連接所述電壓放大器電路的輸入端，其中，所述垂下均流控制器 根據(jù)一感測電流而產(chǎn)生一垂下均流控制信號，所述垂下均流控制信號輸入至所述電壓放大 器，使所述電壓放大器電路輸出一垂下控制電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述微處理器輸出的兩 個控制信號分別經(jīng)過兩個低通濾波器而成為所述第一控制電壓與所述第二控制電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述微處理器輸出的控 制信號先經(jīng)過一低通濾波器再通過所述兩個開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多模式電流調(diào)度裝置，其特征在于，所述微處理器連接所述 均流總線。
【文檔編號】H02M3/00GK104283415SQ201310279923
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】王金標(biāo) 申請人:康舒科技股份有限公司