專利名稱：基于uc3902芯片的改進均流裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻開關電源設備的均流裝置，屬于電力電子技術領域。
目前，基于對大功率負載需求和分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展，開關電源并聯(lián)技術的重要性日益增加。而并聯(lián)的開關整流器單體模塊間需要采用均流措施是實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關鍵，用以保證單體模塊間的電流應力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺單體模塊運行于電流極限(限流)狀態(tài)。現(xiàn)有技術中為實現(xiàn)均流大多采用一種叫做“民主均流”的方法，所謂民主均流法是指一種自動設定主模塊和從模塊的方法，即在n個并聯(lián)的單體模塊中，輸出電流最大的模塊將自動得成為主模塊，而其余的模塊則為從模塊，它們的電壓誤差依次被整定，以校正負載電流分配的不均衡，由于在n個并聯(lián)的模塊中，事先沒有人為地設定哪個模塊為主模塊，而是按電流大小排序，電流大的模塊自動成為自模塊，其他模塊為從模塊，所以這種方法稱為”民主均流法”.
美國Unitrode公司開發(fā)出基于民主均流法的專用均流控制芯片UC3902，較好地解決了多個電源模塊并聯(lián)的均流問題。但是UC3902是針對低電壓輸出的模塊電源而開發(fā)的一種專用均流控制芯片，其工作電壓范圍為2.7V-20V，因而其內(nèi)部的校正放大三極管的耐壓最大為20V。而通信開關電源一般為48V，因此，類似于48V輸出的高壓輸出電源設備是不能直接應用UC3902均流芯片解決均流問題的。
本實用新型的目的是設計一種基于UC3902芯片的改進均流裝置，使之能應用于類似于48V輸出(但不限于48V)的高壓輸出電源設備如高頻通信開關電源并聯(lián)時的均流調(diào)整。
本實用新型的技術方案是這樣設計的，一種基于UC3902芯片的改進均流裝置，包括專用均流芯片UC3902，所述UC3902的1、6腳接地，8腳接正電源，2腳接電流取樣電路，4腳接調(diào)整電阻，5腳接RC補償、7腳接均流總線；其特征在于它還包括接在所述UC3902的8腳和3腳之間的擴展均流調(diào)整電路，所述均流調(diào)整電路由電阻與光耦合器組成，電阻的一端接8腳，電阻的另一端連接光耦合器的二級管正極，光耦合器的二級管的負極接3腳，光耦合器的三極管發(fā)射極接地，集電極接輸出電阻后輸出。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。


圖1是本實用新型的電原理圖；圖2是本實用新型應用在兩個或兩個以上電源單體并聯(lián)時的示意電原理圖。
圖1顯示了一個電源單體內(nèi)電壓控制環(huán)與均流控制環(huán)之間的連接，其他單體與此類似。
通過電源單體輸出端分流器RP1，均流電路可以檢測到每個電源單體的輸出電流大小，并在均流電路中與均流總線上的電壓進行比較放大，均流電路將輸出電流最大的電源單體確定為主模塊，其他電源單體的輸出電流的大小統(tǒng)統(tǒng)向主模塊輸出電流靠攏；當某個單體的輸出電流小于主模塊時，該單體的均流電路將迫使從該單體的a點流向電阻R4的電流增加，該電流的增加造成電阻R5上的壓降V5增大，R6兩端的電壓V6又因存在電壓反饋控制Vf而保持一定，所以該單體的總的輸出電壓Vout＝5+V6+Vf增大了，而Vout增大的直接結(jié)果就是迫使該單體的輸出電流增大。這樣，就實現(xiàn)了對組合電源系統(tǒng)的均流控制。
要將UC3902芯片用于類似48v輸出的開關電源等高壓設備，則必須解決UC3902芯片內(nèi)部的三極管的耐壓問題。為此，在圖1中，我們將電阻R1與高耐壓的光電耦合器件CNY17-2的二極管正極串聯(lián)接入在UC3902的8腳和3腳之間，由于采用光電耦合器件進行傳輸隔離，避免了將高壓直接引進UC3902芯片內(nèi)部，從而一舉解決了UC3902芯片內(nèi)部三極管的耐壓問題。
圖1中，UC3902的2腳接電容C1到地，7腳接電容C2到地，5腳經(jīng)電阻R3與電容C3串聯(lián)構成閉環(huán)RC補償后接地，8腳接C4到地，4腳接電阻R2到地。此外，UC3902的2腳與接地之間，接經(jīng)電位器調(diào)整后的分流器電流檢測信號。
所述C1、C2、C4三個濾波電容相等。
電容C3為補償電容，且補償電容C3的參數(shù)視電源單體的特性而定。
本實用新型以電源48V/30A為例，其電路參數(shù)為電阻及電位器RP1＝20Ω R1＝1kΩ R2＝62Ω R3＝3kΩ R4＝4.7kΩ電容C1＝C2＝C4＝0.1μF/63V C3＝47μF/63V光耦CNY17-2(QT產(chǎn))圖2顯示了均流控制芯片UC3902的簡單內(nèi)部邏輯原理圖以及用兩個電源單體的連接來示意多個電源單體的控制，是圖1的應用例；結(jié)合圖1、圖2可以更加清楚說明本實用新型的均流工作原理，即確立主模塊和電流均衡的工作過程。(1)主模塊的確立從圖2可以看到，每個電源單體PS的電流取樣信號經(jīng)電位器RP11或RP12調(diào)整后經(jīng)2腳輸入到UC3902的內(nèi)部放大器1，內(nèi)部放大器1進行40倍增益放大后，分為兩路信號輸出；一路信號輸入到放大器2，經(jīng)過1倍增益放大后由7腳輸出，再通過一根共同的SHARE+總線連接在一起，由于內(nèi)部放大器2的輸出與7腳之間存在一個二極管，因而，均流總線SHARE+上的電壓值由輸出電流值最大的單體決模塊都有可能成為主模塊，只要它的輸出電流值最大。一旦確定了主模塊，其余單體模塊全部淪為從模塊，需要進行均流調(diào)整。(2)電流均衡確立了主模塊后，主模塊的第7腳的輸出由于均流總線SHARE+的作用，使每個從模塊的運放4的同相輸入端的電平被鎖定為同一值。如果某單體輸出電流小，則該運放4的反相輸入端的電平小，于是運放4的輸出電平大，經(jīng)UC3902的內(nèi)部晶體管流出的電流也就大，根據(jù)前面對圖1的分析，該單體的輸出電流即可增加直到與主模塊單體的輸出電流接近相等，從而完成均流調(diào)整并維持動態(tài)上的平衡。
綜上所述，本實用新型由于采用了擴展均流調(diào)整電路，借助光電耦合器件進行傳輸隔離，既直接利用了芯片內(nèi)部的三極管和調(diào)節(jié)運算放大器以及內(nèi)部的偏置電壓，又解決了UC3902的耐壓問題。從而使UC3902能夠擴展使用到類似48V(但不限于48V)的高壓開關電源設備上，并保證了各模塊均流電路的參數(shù)一致性，獲得了良好的均流效果，適于推廣應用。
權利要求1.一種基于UC3902芯片的改進均流裝置，包括專用均流芯片UC3902，所述UC3902的1、6腳接地，8腳接正電源，2腳接電流取樣電路，4腳接調(diào)整電阻R2，5腳接RC補償電路、7腳接均流總線SHARE+；其特征在于它還包括接在所述UC3902的8腳和3腳之間的擴展均流調(diào)整電路(10)，所述均流調(diào)整電路(10)由電阻R1與光電耦合器組成，電阻R1的一端接8腳，電阻R1的另一端連接光電耦合器的二極管正極，光電耦合器的二極管負極接3腳，光電耦合器的三極管發(fā)射極接地，集電極接輸出電阻R4后輸出。
2.如權利要求1所述的改進均流裝置，其特征在于所述電流取樣電路由電位器RP1與電容C1并聯(lián)組成，電位器RP1的滑動端與C1相連后接在UC3902的第2腳，電位器RP1的固定端與C1的另一端相連后接地。
3.如權利要求1所述的改進均流裝置，其特征在于所述UC3902的6、7腳之間，接有濾波電容C2。
4.如權利要求1所述的改進均流裝置，其特征在于所述UC3902的8腳接有濾波電容C4。
5.如權利要求2、3、4任意之一所述的改進均流裝置，其特征在于所述濾波電容C1＝C2＝C4＝0.1μF/63V。
6.如權利要求1所述的改進均流裝置，其特征在于所述RC補償電路是由電阻R3和補償電容C3組成。
7.如權利要求6所述的改進均流裝置，其特征在于所述補償電容C3＝47μF/63V，所述電阻R3＝3kΩ。
8.如權利要求1所述的改進均流裝置，其特征在于所述光電耦合器為QT產(chǎn)CNY17-2。
專利摘要本實用新型是基于UC3902芯片的改進均流裝置,該UC3902的1、6腳接地,8腳接正電源,2腳接電流取樣電路,4腳接調(diào)整電阻,5腳接RC補償、7腳接均流總線;還包括接在UC3902的8腳和3腳之間的擴展調(diào)整電路10,該擴展調(diào)整電路借助光電耦合器件進行傳輸隔離,使UC3902能擴展用于類似48V(但不限于48V)的高壓開關電源設備上,多模塊并聯(lián)時均流電路參數(shù)一致性高,均流效果良好,適于推廣應用。
文檔編號H02M3/24GK2371722SQ99235900
公開日2000年3月29日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權日1999年4月30日
發(fā)明者賀懷謙 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司