[发明专利]多路开关电源相位交错并联的分布式控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电源控制领域，尤其是指一种多路开关电源相位交错并联的分布式控制装置及方法。

背景技术

随着电源负载对功率要求越来越大，电源模块的并联成为一种增大输出功率的有效方法。然而随之而来的，如何能有效的管理并联的电源模块，并有效减小电源系统的输出纹波电压、纹波电流，减小电感量、减小电容量，降低电源成本也成为多电源并联应用的电源产品质量追求的一个方向。

目前，在低压小功率板载电源模块中，已有一种能集中控制的最多四路交错并联输出的电源管理芯片。这种小功率电源管理芯片交错控制的模块必须全部集中在一块PCB电路板上。并且最多只能管理4个交错并联模块。对于物理距离远、模块之间是独立的PCB电路的情况，这种已有的小功率交错电源管理芯片也无法实现物理距离远的工况。而在大功率电源柜中，各个电源模块都是独立的PCB电路板，并且并联数量在很多情况下会超过4个。所以目前已有的这种集中控制的多路交错并联输出的电源管理芯片无法应用在大功率的电源柜中。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种多路开关电源相位交错并联的分布式控制装置及方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明提供了一种多路开关电源相位交错并联的分布式控制装置，它包括相位控制处理器和所述每路开关电源模块均包括有PWM生成单元及电源拓扑；所述相位控制处理器与多路的开关电源模块对应设有多个相位控制信号输出，每个相位控制信号输出连接一路开关电源模块的PWM生成单元；所述每路开关电源模块的PWM生成单元输出PWM驱动连接电源拓扑；多路开关电源模块的电源拓扑输出并接负载；所述每路开关电源模块的PWM生成单元输出有反馈信号至相位控制处理器，电源拓扑输出有状态反馈信号至相位处理器；所述状态反馈信号包括电压、电流信号；用于对每路开关电源模块依次根据相位差输出驱动信号；所述相位差为360除以正常工作的PWM生成单元数量；

较佳的，所述相位控制处理器通过通信总线与多路的开关电源模块相连；

较佳的，所述相位控制处理器包括主相位控制处理器及副相位控制处理器，主相位控制处理器与副相位控制处理器均挂设于通信总线上；所述副相位控制处理器，用于检测主相位控制处理器是否正常工作，当主相位控制处理器工作异常时承担主相位控制处理器的。

本发明还涉及一种多路开关电源相位交错并联的分布式控制方法，它包括相位交错控制流程；

所述交错控制流程包括步骤：

A1）、初始化，整个系统上电，对系统的故障情况进行检测，若系统正常则继续步骤；

B1）、检测接入的PWM生成单元数量n；

C1）、设定相位差为360/n度；

D1）、将PWM生成单元反馈的对应相位控制信号的相位差与设定相位差比较，若超预设误差则执行步骤F1，否则继续步骤；

E1）、对各路PWM生成单元依次根据相位差输出驱动信号；

F1）、矫正相位差设定，而后执行步骤E1；

较佳的，它还包括系统故障判别流程，系统故障判别流程包括判别当出现过流或过压时停止控制输出，关闭所有的PWM生成单元的步骤；

较佳的，它还包括单元故障判别流程，单元故障判别流程包括步骤：

A2）、接收各PWM生成单元反馈的工作状况，当有PWM生成单元故障时执行步骤B2；

B2）、关闭故障PWM生成单元；

C2）、判断是否所有PWM生成单元故障，是则执行步骤E2，否则继续步骤；

D2）、根据交错控制流程中B1检测接入的PWM生成单元数量n减去故障PWM生成单元数量a，设定相位差为360/（n-a）度，转至交错控制流程的步骤D1；

较佳的，它还包括控制故障检测流程，控制故障检测流程包括设置主、副交错控制流程，平时执行主交错控制流程，副交错控制流程对主交错控制流程检测，当主交错控制流程故障则停止主交错控制流程，切换启动副交错控制流程。

本发明的有益效果在于可有效应用在大功率电源柜中，通过控制装置及方法的配置简单灵活对电源柜中各个电源模块进行交错并联控制，交错并联的模块（即一个由PWM生成单元及电路拓扑组成的支路）数量不再局限于四个。交错并联的模块个数可以是2个以上，理论上没有上限，不过在实际应用中，交错并联2～16个不等。也可以根据功率需求来确定模块并联数，如果输出功率大，则可以并联更多的模块。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明的方法流程示意图。