CN116155074A - 一种均流电源模块及电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种均流电源模块及电源系统，包括功率主模块、恒流打嗝模块、均流模块、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc和电阻Rcs。与现有技术相比，本发明通过采用副边采样‑原边共享和控制的方案，使开关电源具有多模块并联自动均流功能；同时加入恒流打嗝模块，使单个电源模块使用时，具有输出短时过功率功能；而多个电源模块并联时，有效解决各电源模块启机时序差异或动态负载响应时间差异带来的多模块并联输出异常的问题。

Description

一种均流电源模块及电源系统

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种采用副边采样-原边共享和控制的电源模块及电源系统。

背景技术

随着电源行业的发展，在电源模块的应用中，经常需要用到冗余设计，或者单个模块无法满足输出功率的情况下需要多个模块进行并联工作。

目前主流的并联均流方案主要为以下方案：

采用原边采样-原边共享和控制的方案，即采样原边平均电流或原边峰值电流，将本模块采样所得的电流信号与其他并联模块的电流信号进行共享与比较，进而控制本模块的输出电流升高或降低，最终使多个模块均流。

该方案存在的缺点是：

1、采样原边电流信号进行控制，该电流信号与输入电压有关、也与不同模块效率差异有关，导致该方案的输出电流均流精度较差；

2、并联启机时，若总负载＞单个模块的最大负载，而由于各模块启机时序不同步，可能会出现输出电压先建立的模块承担了过大负载，导致触发过流保护而关断输出，进而其他模块相继触发过流保护，导致多模块并联启机异常；

3、并联时动态负载跳变，若均流控制响应过慢，也可能出现某个模块承担了过大负载，触发过流保护，导致多模块并联动态负载异常。

4、并联时输出短路，由于各模块过流保护响应、过流点差异，可能出现某个模块先触发过流保护而关断输出，其他模块相继触发过流保护。由于各模块进入过流保护时间点不一致，在撤销输出短路时，各模块退出过流保护的时间点也不一致，先退出过流保护的模块又因负载过大再次进入过流保护，进而导致并联时短路撤销后无法恢复正常输出。

发明内容

有鉴如此，本发明提出一种均流电源模块及系统，该电源模块通过采用副边采样-原边共享和控制的方案，使多个电源模块并联时具有自动均流功能和恒流打嗝功能，很好的解决了均流精度差、并联启机异常、并联动态负载异常和并联输出短路撤销异常问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

第一方面，提供一种均流电源模块，应用于电源系统，所述系统包括若干个并联连接的电源模块；所述电源模块包括功率主模块、电压反馈环、恒流打嗝模块和均流模块；

若干个所述电源模块通过所述均流模块的共享端并联；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流；

所述电压反馈环用于在接收到所述电流控制信号时，调整所述功率主模块副边的输出电流信号，以使各所述电源模块并联均流；

所述预设的恒流持续时间大于所有电源模块完成输出电压建立的时间，以及所有均流模块完成均流控制响应的时间。

优选地，所述均流模块包括包括放大电路、误差放大器、电流转换电路；所述放大电路包括单向放大单元和分压单元；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述放大电路通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，对所述输出电流信号进行单向放大生成放大信号并输出至所述共享端，将所述放大信号与其他均流模块共享端的放大信号形成共享信号，并对所述共享信号进行分压生成分压信号；

所述误差放大器根据所述分压信号和所述输出电流信号进行比较；

在所述误差放大器判定所述分压信号大于所述输出电流信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

优选地，所述均流模块的共享端包括共享正端和共享负端，所述均流模块包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述第一差分放大器通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，并对输出电流信号进行放大后输出放大信号至所述第二差分放大器；

所述第二差分放大器将所述放大信号进行单向放大并转换成差分信号，并输出至共享端和所述第三差分放大器；

所述第三放大器将所述差分信号转换成单端信号；

所述误差放大器将放大信号和单端信号进行比较放大；

在所述误差放大器判定所述单端信号大于所述放大信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

优选地，所述恒流打嗝模块包括比较电路、控制电路和延时电路；所述比较电路的第一输入端与电阻Rcs的一端连接，第二输入端用于接入基准信号，输出端分别与所述控制电路的输入端、所述延时电路的输入端连接；所述控制电路的输出端与所述功率主模块原边的FB端连接；所述延时电路的输出端与所述功率主模块原边的EN端连接；

所述恒流打嗝模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流，具体包括：

所述比较电路根据所述输出电流信号和所述基准信号进行比较；

当所述比较电路判定所述输出电流信号大于所述基准信号时，所述控制电路生成恒流控制信号至所述功率主模块，所述延时电路开始充电延时并在预设的恒流持续时间结束后，生成关断信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块根据所述恒流控制信号调整占空比，并在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流。

优选地，还包括在所述比较电路判定所述输出电流信号小于所述基准信号时，所述延时电路开始放电延时，并在预设的打嗝时间结束后，生成开通信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块启机。

优选地，还包括依次连接的差分放大模块和隔离运放模块，所述均流模块和所述恒流打嗝模块均通过所述隔离运放模块、差分放大模块与电阻Rcs连接；所述差分放大模块用于采集所述功率主模块副边的输出电流信号，并对所述输出电流信号进行放大；

所述隔离运放模块用于对所述差分放大模块放大后的输出电流信号进行隔离放大；

所述均流模块在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体为：

所述均流模块在判定共享信号大于隔离放大后的输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，具体为：

所述恒流打嗝模块在判定隔离放大后的输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比。

优选地，所述均流模块通过一光耦与所述电压反馈环连接。

第二方面，提供一种电源系统，包括若干个如上所述的电源模块，若干个电源模块通过共享端并联连接。

与现有方案相比，本发明有以下显著效果：

1、直接采样副边输出电流信号进行控制，该电流信号与输入电压无关，也与不同模块效率差异无关，只取决于本模块的输出电流，很好的提高了电流均流精度；

2、加入恒流打嗝功能：并联启机时，若总负载＞单个模块的最大负载，即使各模块启机时序不同步，输出电压先建立的模块承担了过大负载，但该模块会进入恒流模式且持续恒流持续时间t1时间，不关断输出，只需设置恒流持续时间t1时间＞所有并联模块完成输出电压建立的时间即可解决多模块并联启机异常问题。

3、加入恒流打嗝功能：并联时动态负载跳变，即使均流控制响应过慢，某个模块承担了过大负载，但该模块也会进入恒流模式且持续恒流持续时间t1时间，不关断输出，只需设置恒流持续时间t1时间＞均流控制响应时间即可解决多模块并联动态负载异常问题。

4、加入恒流打嗝功能，并联时各模块EN端进行连接，输出短路时，任一模块进入恒流模式持续恒流持续时间t1后关断输出，同步将所有并联模块的EN端一起拉低，使所有模块的输出同步关断，而后同步恢复，解决了多模块并联时短路撤销无法恢复正常输出的问题。

附图说明

图1为第一实施例单个电源模块的原理图；

图2为第一实施例多个电源模块并联的原理框图；

图3为第一实施例多个电源模块并联启机实施时序图；

图4为第一实施例多个电源模块并联动态负载跳变实施时序图；

图5为第一实施例多个电源模块并联输出短路实施时序图；

图6为第二实施例所述均流模块的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

参考图1和图2，图1为本实施例所述电源模块的具体电路图，图2为本实施例所述电源系统的原理框图；在本实施例中，提供一种均流电源模块，应用于电源系统，所述系统包括若干个并联连接的电源模块；所述电源模块包括功率主模块、电压反馈环、恒流打嗝模块300和均流模块400；

若干个所述电源模块通过所述均流模块400的共享端并联；

所述均流模块400用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块400的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块300用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流；

所述电压反馈环用于在接收到所述电流控制信号时，调整所述功率主模块副边的输出电流信号，以使各所述电源模块并联均流；

所述预设的恒流持续时间大于所有电源模块完成输出电压建立的时间，以及所有均流模块400完成均流控制响应的时间。

具体的，功率主模块包括7个端口，分别为Vin+端、Vin-端、EN端、FB端、GND端、VFB端、Vout+端；Vin+端连接输入电压，Vin-端连接输入地，EN端连接恒流打嗝模块300的EN端，FB端连接恒流打嗝模块300的FB端；Vout+端连接电压反馈环的第一端，VFB端连接电压反馈环的第三端，GND端连接电压反馈环的第四端，优选地，Vout+端的

如图1所示，作为所述均流模块400的一个具体实施方式，所述均流模块400包括包括放大电路、误差放大器、电流转换电路；所述放大电路包括单向放大单元和分压单元；

所述单向放大单元的第一输入端与电阻Rcs的一端连接，第二输入端与所述分压单元的第二端、所述误差放大器的第一输入端连接，输出端与所述分压单元的第一端连接，并作为所述均流模块400的共享端；

所述误差放大器的第二输入端与电阻Rcs的一端连接，输出端与所述电流转换电路的输入端连接；

所述电流转换电路的输出端与所述电压反馈环连接；

所述均流模块400用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块400的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述放大电路通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，对所述输出电流信号进行单向放大生成放大信号并输出至所述共享端，将所述放大信号与其他均流模块400共享端的放大信号形成共享信号，并对所述共享信号进行分压生成分压信号；

所述误差放大器根据所述分压信号和所述输出电流信号进行比较；

在所述误差放大器判定所述分压信号大于所述输出电流信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

具体的，所述单向放大单元包括运放U5A和二极管D2，运放U5A的正相端作为所述单向放大单元的第一输入端，运放U5A的负相端作为所述单向放大单元的第二输入端，运放U5A的输出端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极作为共享端。

具体的，所述分压单元包括串联连接的电阻R17和电阻R18；电阻R18的一端作为所述分压单元的第一端，电阻R18的另一端与电阻R17的一端连接后作为所述分压单元的第二端，电阻R17的另一端接地。

具体的，所述误差放大器包括电阻R19、运放U6A、增益及环路调节单元；电阻R19的一端作为所述误差放大器的第二输入端，另一端与所述增益及环路调节单元的第一端、运放U6A的负相端连接；运放U6A的正相端作为所述误差放大器的第一输入端，输出端与所述增益及环路调节单元的第二端连接后，作为所述误差放大器的输出端。

具体的，所述增益及环路调节单元包括电阻R20、电阻R21和电容C3，电阻R20的一端作为所述增益及环路调节单元的第一端，另一端与电阻R21的一端、电容C3的一端连接，电阻R21的另一端与电容C3的另一端连接后，作为所述增益及环路调节单元的第二端。

具体的，所述电流转换电路包括稳压管D4、稳压管D3、电阻R22、电阻R23和三极管Q4；稳压管D3的阴极作为所述电流转换电路的输入端，阳极与电阻R22的一端连接；电阻R22的另一端与稳压管D4的阴极、三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射集与电阻R23的一端连接，集电极作为所述电流转换电路的输出端；电阻R23的另一端、稳压管D4的阳极接地。

在具体实施过程中，均流模块400的各元器件的实际连接关系为：运放U5A的正相端与电阻R19的一端连接后，用于与电阻Rcs的一端连接，运放U5A的输出端与二极管D2的阳极连接；电阻R17的一端连接地，电阻R17的另一端与运放U5A的负相端、运放U6A的正相端、电阻R18的一端连接；电阻R18的另一端与二极管D2的阴极后作为共享端；电阻R19的另一端与电阻R20的一端、运放U6A的负相端连接；电阻R20的另一端与电阻R21的一端、电容C3的一端连接；电阻R21的另一端与电容C3的另一端、稳压管D3的阴极、运放U6A的输出端连接；稳压管D3的阳极连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端与稳压管D4的阴极、三极管Q4的基极连接，三极管Q4的发射极连接电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接地，三极管Q4的集电极作为所述均流模块400的输出端用于与所述电压反馈环连接。

本实施例所述均流模块400的工作原理如下：

放大电路把采样到的输出电流信号CS+进行单向放大，并且把放大后的信号送至共享端(share+端)，同时把共享端(share+端)的信号经过电阻R17和电阻R18分压后送至运放U6A的正相端。

输出电流信号CS+经过电阻R19后送至运放U6A的负相端，共享端(share+端)的信号经电阻R17和电阻R18分压后送至运放U6A的正相端和输出电流信号CS+经过电阻R19后送至运放U6A的负相端的信号进行误差比较放大。

在开关电源系统正常工作时，并联的各个电源模块会把各自的输出电流信号放大后的电压信号共享在share+端，并且输出电流信号放大后的电压信号为单向放大，因此只有输出电流最大的电源模块其放大后的电压信号会成为主导，并且共享在share+端，主导的电源模块，与其连接的均流模块400中的运放U5A的负相端和正相端电压相等。

在开关电源系统正常工作时，并联的各个模块当中，由于share+端连接在一起，因此所有模块的均流模块400share+端的电压一致，并且电流放大后的电压信号为单向放大，因此输出电流小的模块，其均流模块400的运放U5A的负相端电压＞正相端的电压；输出电流最大的模块，其均流模块400的运放U5A的负相端电压＝正相端的电压，并且运放U5A的正相端通过电阻R19连接到运放U6A的反相端，运放U5A的反相端连接至运放U6A的正相端。因此输出电流最大的电流模块，其均流模块400的运放U6A的正相端电压＝运放U6A的反相端电压，运放U6A的输出端输出误差放大后的控制电压＝0V，即不控制电流转换电路300，因此，输出电流最大的模块在其输出电流仍为各模块中最大的期间，保持静默状态。

而输出电流小的模块，其均流模块400的运放U5A的负相端电压＞正相端的电压，并且运放U5A的正相端通过电阻R19连接到运放U6A的反相端，运放U5A的反相端连接至运放U6A的正相端，因此输出电流小的模块，其均流模块400的运放U6A的正相端电压＞运放UA1的反相端电压，运放U6A的输出端输出误差放大后的控制电压＞0V，该控制电压通过电流转换电路300调整流过电阻RC3的电流，从而提高输出电流小的模块的输出电压，进而增加其输出电流，使其输出电流趋近于主导的模块。

故而多模块并联工作时，输出电流小的模块通过提高其输出电压，使其输出电流趋近于主导的模块，而输出电压的上升会通过电压反馈环控制进行调整，使得整体电压稳定为一个预设值，保持较好的输出电压精度。

如图1所示，作为所述恒流打嗝模块300的一个具体实施方式，所述恒流打嗝模块300包括比较电路、控制电路和延时电路；所述比较电路的第一输入端与电阻Rcs的一端连接，第二输入端用于接入基准信号，输出端分别与所述控制电路的输入端、所述延时电路的输入端连接；所述控制电路的输出端与所述功率主模块原边的FB端连接；所述延时电路的输出端与所述功率主模块原边的EN端连接；

所述恒流打嗝模块300用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流，具体包括：

所述比较电路根据所述输出电流信号和所述基准信号进行比较；

当所述比较电路判定所述输出电流信号大于所述基准信号时，所述控制电路生成恒流控制信号至所述功率主模块，所述延时电路开始充电延时并在预设的恒流持续时间结束后，生成关断信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块根据所述恒流控制信号调整占空比，并在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流。

本实施例所述恒流打嗝模块300还包括在所述比较电路判定所述输出电流信号小于所述基准信号时，所述延时电路开始放电延时，并在预设的打嗝时间结束后，生成开通信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块启机。

具体的，比较电路包括电阻R5、电阻R6、电容C1、稳压管D1、运放U3A；所述控制电路包括电阻R7、电阻R8和三极管Q1；所述延时电路包括电阻R9-R16、三极管Q2、三极管Q3、电容C2、运放U4A；其中，各元器件的具体连接关系如下：

运放U3A的正相端作为所述比较电路的第二输入端连接基准电压VREF，电阻R5的一端作为所述比较电路的第一输入端与电阻Rcs的一端连接，电阻R5的另一端连接运放U3A的负相端、同时连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接运放U3A的输出端、同时连接稳压管D1的阳极，稳压管D1的阴极作为所述比较电路的输出端与电阻R7的一端、三极管Q1的B极(基极)、电阻R9的一端、三极管Q2的B极(基极)同时连接；电阻R7的另一端连接原边供电VCC、同时连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接三极管Q1的E极(发射极)，三极管Q1的C极(漏极)作为所述控制电路的输出端FB连接功率主模块原边的FB端；电阻R9的另一端连接原边供电VCC、同时连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接三极管Q2的E极，三极管Q2的C极连接电阻R11的一端、同时连接电阻R12的一端，电阻R11的另一端连接VIN-端，电阻R12的另一端连接运放U4A的负相端、同时连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接VIN-端；电阻R13的一端连接基准电压VREF，电阻R13的另一端连接运放U4A的正相端、同时连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接运放U4A的输出端、同时连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接三极管Q3的B极，三极管Q3的C极连接电阻R16的一端后作为所述延时电路的输出端EN与功率主模块原边的EN端连接，电阻R16的另一端连接原边供电VCC，三极管Q3的E极连接VIN-端。

为了保护恒流打嗝模块300和均流模块400，作为本实施例的一个优选实施方式，所述电源模块还包括依次连接的差分放大模块100和隔离运放模块200，所述均流模块400和所述恒流打嗝模块300均通过所述隔离运放模块200、差分放大模块100与电阻Rcs连接；所述差分放大模块100用于采集所述功率主模块副边的输出电流信号，并对所述输出电流信号进行放大；

所述隔离运放模块200用于对所述差分放大模块100放大后的输出电流信号进行隔离放大；

所述均流模块400在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体为：

所述均流模块400在判定共享信号大于隔离放大后的输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块300在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，具体为：

所述恒流打嗝模块300在判定隔离放大后的输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比。

具体的，所述差分放大包括电阻R1-R4、运放U1A；电阻R1的一端连接CS0-端，电阻R1的另一端连接R2的一端、同时连接运放U1A的负相端，电阻R2的另一端连接运放U1A的输出端、同时连接CS1+端；电阻R3的一端连接CS0+端，电阻R3的另一端连接R4的一端、同时连接运放U1A的正相端，电阻R4的另一端连接GND端，CS1-端连接GND端。所述隔离运放包括芯片U2，该芯片U2设有8个端口，分别为VDD1端、INP端、INN端、GND端、GND1端、VDD2端、OUTP端和OUTN端；VDD1端连接副边供电VDD，INP端连接运放U1A的输出端，U2的INN端连接GND端，U2的GND1端连接GND端；U2的VDD2端连接原边供电VCC，U2的OUTP端连接均流模块400的运放U5A的正相端、恒流打嗝模块300的电阻R5的一端，U2的OUTN端连接功率主模块的VIN-端，U2的GND2端连接功率主模块的VIN-端。

作为所述电压反馈环的一个具体实施方式，所述电压反馈环包括电阻Rc、电阻Rb、电阻Ra；电阻Rc的一端作为所述电压反馈环的第一端与功率主模块的VOUT+端连接；电阻Rc的另一端连接电阻Rb的一端后作为所述电压反馈环的第二端；电阻Rb的另一端连接电阻Ra的一端后作为所述电压反馈环的第三端，与功率主模块的VFB端连接；电阻Ra的另一端作为所述电压反馈环的第四端连接功率主模块GND端，并同时连接电阻Rcs的一端作为CS0-端，电阻Rcs的另一端连接负载RL的一端作为CS0+端，负载RL的另一端连接Vout+端。

在一个具体实施例中，所述均流模块400通过一光耦与所述电压反馈环连接，光耦包括4个端口，A端连接均流模块400的VCC端，K端连接均流模块400的VCF端；C端连接电阻Rc与电阻Rb连接的节点，E端连接GND端。

本实施例所述电源模块的工作原理为：

电源模块的输出电流流过采样电阻Rcs，Rcs两端形成输出电流信号(CS0-和CS0+)，有CS0+＞CS0-。差分放大将输出电流信号(CS0+和CS0-)放大为(CS1+和CS1-)，隔离运放将(CS1+和CS1-)传输到原边(CS+和CS-)，均流模块400根据接收到的(CS+和CS-)信号与对外共享share+端接收到的信号进行比较，输出电流控制信号VCF，电流控制信号VCF通过光耦控制流过电阻Rc的电流，控制电源模块的Vout+幅值，从而调整电源模块的输出电流，进而实现各模块并联均流。

恒流打嗝模块300根据接收到的(CS+和CS-)信号与基准信号VREF进行比较，当输出电流信号＞基准信号时，三极管Q1导通，通过FB端限制功率主模块的占空比，从而实现输出电流恒流。同时，三极管Q2导通，运放U4A的负相端电压经由电阻R12和电容C2充电缓慢上升，预设的恒流持续时间t1结束后，U4A的负相端电压＞正相端电压，三极管Q3导通，通过EN端使功率主模块输出关断；功率主模块输出关闭，三极管Q2关断，运放U4A的负相端电压经由电阻R12、电阻R11和电容C2放电电缓慢下降，预设的打嗝时间t2结束时，U4A负相端电压＜正相端电压，三极管Q3关断，释放EN端使功率主模块输出开启。从而实现恒流t1时间后进入打嗝，打嗝间隔时间t2。

从而在并联启机时，若总负载＞单个模块的最大负载，即使各模块启机时序不同步，输出电压先建立的模块承担了过大负载，但该模块会进入恒流模式且持续t1时间，不关断输出，由于t1时间＞所有并联的电源模块完成输出电压建立的时间，解决了多电源模块并联启机异常问题，具体实施时序如图3所示。

如若并联时动态负载跳变，即使均流控制响应过慢，某个电源模块承担了过大负载，该电源模块也会进入恒流模式且持续t1时间，不关断输出，由于t1时间＞均流控制响应时间，从而解决了多电源模块并联动态负载异常问题，具体实施时序如图4所示。

如若并联时输出短路，任一电源模块进入恒流模式持续t1后关断输出，同步将所有并联的电源模块的EN端一起拉低，使所有电源模块的输出同步关断，而后同步恢复，解决多电源模块并联时短路撤销无法恢复正常输出的问题，具体实施时序如图5所示。

第二实施例

如图6所示，为本实施例所示均流模块400的原理图，与第一实施例不同的是，在本实施例中，所示均流模块400所述均流模块400的共享端包括共享正端和共享负端，所述均流模块400包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；

所述第一差分放大器的输入端与电阻Rcs连接，输出端与所述第二差分放大器的输入端、所述误差放大器的第二输入端连接；

所述第二差分放大器的第一输出端与所述第三差分放大器的第一输入端连接，并作为所述均流电路的共享正端，第二输出端与所述第三差分放大器的第二输入端连接，并作为所述均流电路的共享负端；

所述第三差分放大器的输出端与所述误差放大器的第一输入端连接，输出端与所述电流转换电路的输入端连接；

所述电流转换电路的输出端与所述电压反馈环连接；

所述均流模块400用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块400的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述第一差分放大器通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，并对输出电流信号进行放大后输出放大信号至所述第二差分放大器；

所述第二差分放大器将所述放大信号进行单向放大并转换成差分信号，并输出至共享端和所述第三差分放大器；

所述第三放大器将所述差分信号转换成单端信号；

所述误差放大器将放大信号和单端信号进行比较放大；

在所述误差放大器判定所述单端信号大于所述放大信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

具体的，第一差分放大器包括电阻R24-R27和运放U7A，第二差分放大器包括二极管D5、电阻R28-R31和运放U8A，第三差分放大器包括电阻R32-R35、电容C4和运放U9A，误差放大器包括电阻R36-R38、电容C4、运放U10A，电流转换电路包括电阻R39、电阻R40、稳压管D6-D7和三极管Q5，其中，各元器件的连接关系如图6所示，在此不再赘述。

本实施例所述均流模块400的工作原理为：

多个电源模块工作时，输出电流信号经第一差分放大器放大后，输出至第二差分放大器，第二差分放大器由于二极管D5的原因，只能进行单向放大作用，从而共享正端share+和共享负端share-输出差分共享信号；由于多个电源模块并联，所有电源模块的共享正端share+连接在一起，共享负端share-连接在一起，则每一路的差分信号的电压差VCS＝(Vshare+)-(Vshare-)，当某一路电源模块的输出电流信号比较大时，则该电源模块的电压差则比较大，该电压差共享给其它电源模块，该输出电流信号比较大电源模块自动成为主模块，其他输出电流信号比较小的电压模块则成为从模块；由于主模块的电压差大于从模块的电压差，则所有从模块共享主模块的电压差，使得共享的电压差经过从模块的第三差分放大器后转换成单端信号VB，则从模块的单端信号VB大于放大信号VA，因此，从模块的误差放大器输出误差放大后的信号，并且该误差放大信号大于稳压管D1的稳压值，电流转换电路的输出端VCF则对与其自身相连的电压环进行调节，使得从模块的输出电流上升，从而VA≈VB。

多电源模块工作时，输出电流信号较大的电源模块会自动成为主模块，其它输出电流小的电源模块自动更成为从模块，从模块的电流向主模块的电流靠近，自主进行均流调节，最终使得每个电源模块输出电流接近一致，从而实现均流效果；而且在均流在调节的时候，输出电流小的模块会向大的模块靠近，整体输出电压会略微上升，主模块的电压环会实施控制降低输出电流，不影响主模块的主导作用，因此并联后输出电压会在电压环的作用下回归单个模块的电压精度。

以上实施案例只是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制。对于本领域的普通技术人员来说，上述实施例的隔离运放、差分放大、恒流打嗝模块300、均流模块400采用其他方案可以实现功能。在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这是通过现有公知技术显而易见得到的，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述。

Claims (8)

1.一种均流电源模块，应用于电源系统，所述系统包括若干个并联连接的电源模块；其特征在于，所述电源模块包括功率主模块、电压反馈环、恒流打嗝模块和均流模块；

若干个所述电源模块通过所述均流模块的共享端并联；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流；

所述电压反馈环用于在接收到所述电流控制信号时，调整所述功率主模块副边的输出电流信号，以使各所述电源模块并联均流；

所述预设的恒流持续时间大于所有电源模块完成输出电压建立的时间，以及所有均流模块完成均流控制响应的时间。

2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述均流模块包括包括放大电路、误差放大器、电流转换电路；所述放大电路包括单向放大单元和分压单元；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述放大电路通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，对所述输出电流信号进行单向放大生成放大信号并输出至所述共享端，将所述放大信号与其他均流模块共享端的放大信号形成共享信号，并对所述共享信号进行分压生成分压信号；

所述误差放大器根据所述分压信号和所述输出电流信号进行比较；

在所述误差放大器判定所述分压信号大于所述输出电流信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

3.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述均流模块的共享端包括共享正端和共享负端，所述均流模块包括第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、误差放大器和电流转换电路；

所述均流模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，将所述输出电流信号进行处理后输出至共享端，所有均流模块的共享端输出的处理后的输出电流信号形成共享信号，并在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体包括：

所述第一差分放大器通过电阻Rcs采集所述功率主模块的输出电流信号，并对输出电流信号进行放大后输出放大信号至所述第二差分放大器；

所述第二差分放大器将所述放大信号进行单向放大并转换成差分信号，并输出至共享端和所述第三差分放大器；

所述第三放大器将所述差分信号转换成单端信号；

所述误差放大器将放大信号和单端信号进行比较放大；

在所述误差放大器判定所述单端信号大于所述放大信号时，所述电流转换电路生成电流控制信号至所述电压反馈环。

4.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述恒流打嗝模块包括比较电路、控制电路和延时电路；

所述恒流打嗝模块用于通过一电阻Rcs采样所述功率主模块副边的输出电流信号，并在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，并在预设的恒流持续时间结束后，控制所述功率主模块输出关断，以使所述功率主模块在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流，具体包括：

所述比较电路根据所述输出电流信号和所述基准信号进行比较；

当所述比较电路判定所述输出电流信号大于所述基准信号时，所述控制电路生成恒流控制信号至所述功率主模块，所述延时电路开始充电延时并在预设的恒流持续时间结束后，生成关断信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块根据所述恒流控制信号调整占空比，并在预设的恒流持续时间内输出恒定的电流。

5.根据权利要求4所述的电源模块，其特征在于，还包括在所述比较电路判定所述输出电流信号小于所述基准信号时，所述延时电路开始放电延时，并在预设的打嗝时间结束后，生成开通信号至所述功率主模块，以使所述功率主模块启机。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电源模块，其特征在于，还包括依次连接的差分放大模块和隔离运放模块，所述均流模块和所述恒流打嗝模块均通过所述隔离运放模块、差分放大模块与电阻Rcs连接；所述差分放大模块用于采集所述功率主模块副边的输出电流信号，并对所述输出电流信号进行放大；

所述隔离运放模块用于对所述差分放大模块放大后的输出电流信号进行隔离放大；

所述均流模块在判定共享信号大于输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环，具体为：

所述均流模块在判定共享信号大于隔离放大后的输出电流信号时，生成电流控制信号至所述电压反馈环；

所述恒流打嗝模块在判定所述输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比，具体为：

所述恒流打嗝模块在判定隔离放大后的输出电流信号大于基准信号时，控制所述功率主模块原边的占空比。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电源模块，其特征在于，所述均流模块通过一光耦与所述电压反馈环连接。

8.一种电源系统，其特征在于，包括若干个如权利要求1-7所述的电源模块，若干个电源模块通过共享端并联连接。

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