[发明专利]脉冲宽度调制负载均流总线

说明书

电源供应器模块具有并联耦合的输出且在单线负载均流总线上传送负载均流平衡信息。脉冲宽度调制PWM信号表示所述电源供应器模块中的每一者在所述单线负载均流总线上的输出负载。所述PWM信号的PWM负载均流信号宽度(经断言的时间)表示所述相应电源供应器模块的所述输出负载。所述电源供应器模块中的每一者检测所述负载均流总线上的所述PWM信号的断言，且接着其每一者用表示其相应的输出负载的PWM信号同时驱动所述负载均流总线。具有最大百分比负载的所述电源供应器模块将断言其PWM负载均流信号最长，且之后其它电源供应器模块将调整其输出以将功率输出更均匀地供应到所述负载。

技术领域

本发明涉及并联电源供应器之间的负载均流的控制，且更特定来说，涉及在控制并联电源供应器之间的负载均流中使用脉冲宽度调制(PWM)。

背景技术

许多大型电子系统(例如，计算机服务器、磁盘存储器阵列、电信设备等等)需要大量操作功率且此操作功率必须高度可靠。系统设计者的常见方法是将系统电源供应器实施为多个较小电源供应器模块。将多个较小电源供应器模块的输出并联连接在一起以提供所需要的操作功率。通常，系统电源系统中具有比所需要更多的电源供应器模块以供应现有负载。此布置使得能够移除(例如，拔掉)故障电源供应器模块，同时电子系统是可操作的且可不会影响其操作。替换电源供应器模块(例如，新的或经修复的)可插回到系统电源供应器中以维持想要量的冗余电源供应器容量。

当并联连接电源供应器模块输出时，不可能确保各并联连接的电源供应器模块具有相同的输出电压。在布线、电压参考值、温度及可导致电源供应器模块之间的输出电压稍微不同的其它因素中始终存在容差。因此，具有稍微较高的输出电压的电源供应器模块的一或多者将倾向于向大部分系统负载供电。因此，一些电源供应器模块可以全功率操作，同时其它模块几乎不提供功率。以全功率操作的电源供应器模块将更热且因此更容易发生故障。以全功率操作的电源供应器模块为“饱和的”且如果有负载瞬变，那么其不可供应额外功率。而且，供应少量功率或不供应功率的其它电源供应器模块可能不能在交换模式转换器电源供应器的理想状态下操作。轻载的电源供应器模块可能不具有对瞬态负载想要的响应。为了最佳可靠性及性能，电源供应器模块的每一者应承载系统负载的均匀分布均流。

已通过在电源供应器模块之间的“同线”上使用模拟信令而实施实现电源供应器模块之间的系统负载的均匀分布均流的尝试。在各电源供应器模块经过电阻器将电压驱动到单线总线上的情况下，可实施此同线。所施加的电压为电源供应器模块正操作所处的功率电平的表示。全部电源供应器模块监视此总线电压，所述总线电压为从电源供应器模块所施加的全部电压的算术平均值。此总线电压表示电源供应器模块的每一者应施加到负载的平均功率。接着，各电源供应器的控制电路驱动其输出电压以实现此平均功率值，因此产生负载平衡的电源供应器系统。

举例来说，“主”装置(控制器)可监视总负载且接着可将模拟命令发布到电源供应器模块的每一者以在这些电源供应器模块间均匀分散工作负载。所述主控制装置可提供表示各电源供应器模块的目标功率输出目标的电压。至所述模块的每一者的此主控制装置控制电压可为可用以调整电源供应器模块的参考电压且借此可调整来自所述模块的所得输出功率的模拟电压。此类型的功率流信令控制可能易受单点故障影响。如果所述主控制器失效，那么所述电源供应器系统可变成无法使用及/或不起作用的。

电源供应器模块驻留在噪声环境中，其中用于在电源供应器之间传达负载均流信息的现有技术对噪声非常敏感且需要专门的电路来实施。大多数现代技术电源供应器使用用数字电路所控制的交换调节器。为了产生模拟控制信号，需要数/模转换器(DAC)以产生模拟功率指示信号。DAC对于在电源供应器系统中实施可为大且昂贵的。数字技术可提供更好的抗干扰度，但现有数字技术使用对存在于交换电源供应器模块中的噪声瞬变敏感的通信协议。

发明内容

因此，需要针对并联连接的电源供应器模块的使负载平衡(举例来说，负载均流)的更稳健、抗噪声且较低廉的实施方案。