專利名稱：一種熱插拔多路開關電源模塊并聯(lián)供電均衡電源裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種熱插拔電源裝置，采用多路電壓輸出開關電源模塊并聯(lián)供電的方式實現(xiàn)熱插拔電源的負載均衡。
在計算機用的多重冗余電源設計中，由于單電源模塊的輸出有多路電壓，在多模塊并聯(lián)供電設計中，通常的做法是在電源的輸出級串入低值電阻進行電流取樣，這樣不可避免的帶來系統(tǒng)發(fā)熱功率增大，供電電流受到一定的限制，且增加了制造成本。
這種利用計算機開關電源的特點，從電源內(nèi)部取樣，并反饋調(diào)節(jié)電源內(nèi)部輸出電壓取樣點的設計，簡化了控制電路，降低了硬件成本，采用自動均流設計為電源模塊的熱插拔和冗余設計提供了可靠的技術(shù)條件。技術(shù)方案本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是模塊電源通過內(nèi)部的互感器進行功率取樣，均衡控制電路設置于背板；并聯(lián)電源模塊通過連接器統(tǒng)一和電源控制背板連接。
負載均衡設計采用的是最大電流自動均衡方法，在N(N取大于2的整數(shù)，下同)個并聯(lián)的模塊中，輸出電流最大的模塊，將自動成為主模塊，而其余的模塊則成為從模塊，他們的電壓誤差依次被整定，以校正負載電流分配的不平衡。由于在N個并聯(lián)的模塊中，事先沒有人為設定的主模塊，而是按電流大小排序，電流大的模塊自動成為主模塊。
本實用新型的有益效果是，減少了電源系統(tǒng)的維護時間，消除了電源系統(tǒng)運行維護過程的不安全隱患，更換簡便，節(jié)省了電源系統(tǒng)的維護費用。負載均衡設計提高了電源設備的穩(wěn)定性和可靠性。


本實用新型裝置主要由背板控制電路實現(xiàn)，依附圖作詳細說明圖1為均流控制電路原理框圖圖2為均流控制電路具體實施方式
如圖1中所示，Vi為電流放大器的輸出信號，和模塊的負載電流成比例，VB為母線電壓，均流控制放大器通過對Vi與VB進行分析產(chǎn)生一電壓信號調(diào)節(jié)Q1的通過電流，進而調(diào)節(jié)電源模塊的取樣點電壓，來改變開關電源的脈寬。
如圖2中所示，POWER_SENSE來自模塊電源的互感器信號，該信號從電源模塊的互感器取得；IC1為均流控制芯片UC3907；VADJ連接模塊電源內(nèi)部輸出電壓取樣點；電容CA用于調(diào)節(jié)均流響應時間。
一、UC3907的內(nèi)部電路均流控制器UC3907有電壓環(huán)和電流環(huán)兩個部分，由于簡化了控制過程，利用其中電壓環(huán)的地放大器和電流環(huán)即可達到均流目的。因此外圍電路精簡，效果好。1)地放大器地放大器是一個具有-0。25V偏置的單位增益放大器。在保持服極性輸入端高阻抗是，該偏置釋放大氣有足夠的負電壓來提供所有的控制偏置和工作電流。2)電流放大器和緩沖放大器電流放大器對負載的采樣信號進行放大，經(jīng)緩沖放大器后驅(qū)動均流總線，該輸出的電流大小代表了模塊電源的負載情況。通過緩沖放大器的作用保證了最大電流的模塊成為主模塊。3)調(diào)整放大器(均流控制放大器)調(diào)整放大器將模塊的自身電流和最大模塊電流(均流總線電流)相比較，以調(diào)整模塊電壓放大器的參考電壓來調(diào)整放大器的輸出(14腳)調(diào)整放大器的反相輸入端有一個負50mv的偏置，它使模塊作為主模塊時產(chǎn)生低的輸出，不產(chǎn)生調(diào)整動作。這50mv的偏置代表了均流誤差，電流放大器將其減小到2.5mv。這使所有的從模塊均流，而主模塊輸出稍高于從模塊。同時這個偏置郁制了循環(huán)和低頻噪聲干擾主模塊的工作。二、外部電路功率采樣信號POWER_SENSE從電源模塊的互感線圈取得，輸出后經(jīng)放大，比較，輸出一控制信號(來自UC3907的14腳)調(diào)節(jié)模塊電源的采樣，使各模塊的輸出功率均衡。
圖2的NPN型三極管Q2和電阻R1構(gòu)成的等效為一個可變電阻，阻值的大小由控制電路的輸出電壓(及IC1的管腳14)控制，從而改變?nèi)与娐返娜与妷海斊渲须娫茨K輸出的電流最大時，三極管截止。
圖中的SH BUS指均流母線。
每增加一個電源模塊的擴展能力，只需增加一組同圖2所示的電路，并把SH BUS聯(lián)接。
為便于說明，列出模塊電源內(nèi)部電路圖如圖3所示。圖中所示的來自uc3907的控制信號與圖2中的VADJ相連。
其余電源參照此模塊均流，調(diào)節(jié)電源內(nèi)部取樣電壓，改變脈寬調(diào)制器的輸出占空比，整定輸出電流。
權(quán)利要求1.一種熱插拔多路輸出開關電源并聯(lián)供電負載均衡電源裝置，用于計算機開關電源模塊并聯(lián)供電均流調(diào)整，其特征是在電源內(nèi)部集成采樣互感器，采樣變壓器原級電流；均衡控制電路設置在背板上；并聯(lián)電源模塊通過連接器統(tǒng)一和電源控制背板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱插拔多路輸出開關電源并聯(lián)供電負載均衡電源裝置，其特征在于，均流反饋電路在開關電源模塊的電壓輸出采樣點和地之間串入電阻R和三極管Q組成的調(diào)整電路，調(diào)整反饋電壓。
專利摘要一種熱插拔多路電壓輸出開關電源模塊并聯(lián)供電負載均衡電源裝置，用于向服務器等用電設備提供所需的不同電壓輸出。電源模塊內(nèi)部集成采樣互感器；并聯(lián)電源模塊通過連接器統(tǒng)一和電源控制背板連接。通過互感器從電源模塊的變壓器原級端進行功率采樣，背板控制電路通過對采樣信號進行比較和處理，產(chǎn)生均流控制信號直接調(diào)整各個并聯(lián)模塊的輸出電壓，達到均衡各個并聯(lián)模塊輸出功率；開關電源模塊上對外接口均通過帶電插拔連接器連接，實現(xiàn)了開關電源模塊的帶電插拔，減少了電源系統(tǒng)的維護時間，消除了電源系統(tǒng)運行維護過程的不安全隱患，更換簡便，節(jié)省了電源系統(tǒng)的維護費用。
文檔編號H02J1/14GK2601477SQ0228279
公開日2004年1月28日 申請日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者林路明, 王立維, 聶華 申請人:北京曙光天演信息技術(shù)有限公司