[发明专利]分布式电源系统

说明书

技术领域

本发明属于开关电源技术领域，具体涉及一种分布式电源系统。

背景技术

大量电子设备，特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建一个大容量、安全可靠、不间断供电的电源系统。八十年代起，分布式电源供电方式成为电力电子学新的研究热点。相对于传统的集中式供电，分布式电源利用多个中、小功率的电源模块并联来组建积木式的大功率电源系统。在空间上各模块接近负载，供电质量高，通过改变并联模块的数量来满足不同功率的负载，设计灵活，每个模块承受较小电应力，开关频率可以达到兆赫级，从而提高了系统的功率密度。

大功率输出和分布式电源，使电源模块并联技术得以迅速发展。然而一般情况下不允许模块输出间直接进行并联，必须采用均流技术以确保每个模块分担相等的负载电流，否则并联的模块有的轻载运行，有的重载甚至过载运行，输出电压低的模块不但不为负载供电，反而成了输出电压高的模块的负载，热应力分配不均，极易损坏。

电源系统实现均流的方法有很多，有源均流法就是其中非常重要的一类，其特征是采用互连通讯线连接所有的并联模块，用于提供共同的电流参考信号。有源均流法实现方式主要有主从均流法等。

如图1所示，一种传统主从均流法实现的电源系统，其包括两个相同的电源单元100，电源单元100包括基本单元102和误差放大器101，电源单元100一端接输入总线Vin，一端接输出总线Vout，误差放大器101作为反馈电路，误差放大器101的反相输入端接入输出总线Vout，输出端反馈信号给基本单元102，两个电源单元100通过均流总线CBS相连，指定其中一个电源单元100中的基本单元102作为主控制器单元，另一个作为从属单元。这种结构的电源系统冗余性较差，主控制器单元出现故障会直接导致整个电源系统的崩溃。并且均流总线CBS接到从属单元的反馈电路的输入端，从属模块的反馈电路与主控制器的反馈电路共同工作，如此不仅难以达到高的均流精度，而且增加了电源系统的整体功耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种均流精度高、冗余性强、可靠性高、功耗低、可扩展性强的分布式电源系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式电源系统，包括多个结构相同的电源单元、一译码器、一均流总线、一控制总线，一输出总线，每个电源单元分别与译码器、均流总线以及输出总线相连且连接方式相同。其中，一电源单元包括一电源模块和一反馈电路，所述电源模块具有输出端和反馈输入端，所述反馈电路具有输入端、输出端和控制端，所述译码器具有一输入端和多个输出端，所述电源模块的输出端和所述反馈电路的输入端均接在输出总线上，所述电源模块的反馈输入端和所述反馈电路的输出端均接在均流总线上，所述反馈电路的控制端与所述译码器的其中一个输出端相连，所述译码器的输入端与控制总线相连，所述输出总线接外部负载，当所述分布式电源系统工作时，指定其中一个电源单元作为主控制电源单元，将主控制电源单元中的电源模块作为主控制器，所述控制总线对所述译码器进行配置，将主控制电源单元中的反馈电路接入所述分布式电源系统，关闭其他的电源单元中的反馈电路。

优选的，所述反馈电路包括可控模拟开关、第一电阻、第二电阻、误差放大器和补偿结构电路，所述可控模拟开关具有三个端部依次分别为第一端、第二端和控制端，所述误差放大器具有同相输入端、反向输入端和输出端，所述补偿结构电路具有第一端和第二端，所述可控模拟开关的第一端作为反馈电路的输入端接入输出总线，所述可控模拟开关的第二端接第一电阻的第一端，所述可控模拟开关的控制端作为反馈电路的控制端，所述第一电阻的第二端接第二电阻的第一端和误差放大器的反相输入端，所述第二电阻的第二端接地，所述误差放大器的同相输入端接基准电压信号，所述误差放大器的输出端作为所述反馈电路的输出端并于所述补偿结构电路的第一端相连，所述补偿结构电路的第二端接地。

具体的，所述可控模拟开关包括传输门和第一反相器，所述传输门具有同相控制端、反相控制端、作为所述可控模拟开关的第一端的第一端和作为所述可控模拟开关的第二端的第二端，所述传输门的反相控制端接所述第一反相器的输入端并作为所述可控模拟开关的控制端，所述传输门的同相控制端接所述第一反相器的输出端。

具体的，所述补偿结构电路包括第一电容、第二电容和第三电阻，所述第一电容的第一端与第二电容的第一端相连并作为所述补偿结构电路的第一端，所述第一电容的第二端接所述第三电阻的第一端，所述第二电容的第二端与第三电阻的第二端相连并作为所述补偿结构电路的第二端。