[发明专利]通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法

说明书

技术领域    本发明涉及供配电或配电的电路或装置，尤其涉及通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法以及采用该方法的智能均衡负载通信电源系统。

背景技术    通讯电源系统中的并联均流方案，目前的普遍办法是各个电源模块均分负载，但在某些领域，如电力通信应用中，有一部分电源模块的输入是交流，即交流220V或380V，有一部分电源模块的输入是直流，即直流110V或220V，电力通信设备的供电一般采用交流输入电源模块和直流输入电源模块并联使用的方式，所述模块的输出负载电流比例有两种情况：

一、交流输入和直流输入均正常时，交流输入电源模块输出全部的负载电流，直流输入电源模块处于空载状态，即不输出负载电流，当交流输入停电时，全部的负载电流才切换到直流输入电源模块输出。

二、交流输入和直流输入均正常时，交流输入电源模块和直流输入电源模块均分负载电流，即各分担50％的负载电流，当交流输入停电时，全部的负载电流才切换到直流输入电源模块输出。

但这两种输出负载电流方式都是不够理想的，如上所述，直流输入电源模块的输出负载电流大小有两种情况：

(1)空载时，即零输出，所述直流输入电源模块是一种能量转换设备，内部有许多储能元件用来作能量的存储、转换，当某个磁性元件出现饱和状态，即失去磁性特性或某个支撑电容的容量大大下降时，有可能出现电源模块空载正常，带载故障的情况，势必存在故障隐患，在实际应用中，确实发现现有技术的电源的确存在此类故障。

(2)和交流输入电源模块平均负载电流时，处于重载状态，假设通信设备需要60安培的电流时，那么交流输入电源模块占30安培，直流输入电源模块也占30安培，直流输入电源模块的输出电流大，那么该直流输入电源模块的输入电流也大，也就是DC110V或220V的直流电源供电系统，其输出电流也大，对该DC110V或220V直流电源供电系统的稳定性是有影响的，因此，在市电正常的状态下，使用者一般不希望采用这种输出方案。

我们知道，在开关电源并联供电系统中，为了均衡各电源模块的输出电流，常采取均流措施。均流方法很多，目前常用的、效果比较好的方法有两种：平均电流法和最大电流法。

(一)平均电流法

如图5所示，在每个并联的开关电源模块的电流放大器输出端分别通过一个电阻R，接到一条公用母线上，这条母线称为均流母线或均流信号线。图中电流放大器的输出电压UIK与该开关电源模块的输出电流IK成正比。PWM是脉宽调制及驱动电路；A1是一个电压误差放大器；A2是调整放大器，电流放大器的输出电压UIK与均流信号线电压Ub作为A2的差动输入。

这种方法的本质，是调整电源外特性。即通过该电源模块输出电流反馈信号来适当调整电源模块输出电压，从而调整了其输出电流，使各并联模块输出电流等于总电流的平均值，进一步地到达到比较精确地均流。

在图5中，参考电压Ur和反馈电压Uf为电压放大器的输入，U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，电压放大器A1的输出电压Ue控制PWM和驱动器电路。UIK是电流放大器的输出电压信号，它与相应模块的输出电流IK成正比，Ub为均流信号线上的电压，UIK与Ub是调整放大器A2的输入信号，A2输出一个均流控制电压Uc。

由电路理论可知，均流信号线可以看成是一个广义节点。根据基尔霍夫定律可知，流入信号线的总电流代数和为零。于是可得出如下方程式：