[实用新型]一种电源模块串并联管理系统

说明书

本实用新型公开了一种电源模块串并联管理系统，包括AC‑DC整流电路、DC‑DC电源模块电路、故障诊断电路、容错控制电路、均压均流控制电路。DC‑DC电源模块电路由四个反激变换器电源模块组成，输入端相互串并联连接，输出端并联连接。故障诊断电路通过采样电源模块输入电容电压来进行故障的判断，同时容错控制电路在系统正常工作的前提下关闭故障模块，保证系统的热插拔。均压均流控制电路采样输出电压和各电源模块输出电流，根据电源模块输出电流的差异来微调基准电压，通过PI控制输出PWM波，保证输出电压稳定的同时控制电源模块间功率平衡。本实用新型电源模块管理系统通过模块组合和控制策略来提高供电系统的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，具体涉及电源模块的组合、电源模块故障诊断和电源模块间功率平衡的管理问题。

背景技术

伴随着当前科技的不断进步，电气设备的实际应用对开关电源的输出功率与稳定性提出了更高的要求，传统的开关电源是定制的、集中的，根据负载功率的不同都有配套的供电电源。传统的电源不利于成本的降低和批量的管理。特别是随着计算机、通信设备的广泛应用，就要求组建大容量、高稳定性的电源系统。传统的电源模块通过ISOP、IPOP、IPOS和ISOP四种方式根据用途和输出功率进行组合来为用电器供电，解决了集中式电源制作成本高、器件热应力和电应力大、功率器件故障率高的问题。但是电源模块数量的增加也会出现电源模块间协同工作的管理问题。例如电源模块间承担的功率不均衡，某个电源模块出现故障导致系统奔溃。本实用新型在ISOP和IPOP组合方式相结合的基础上，设计该组合方式均压均流控制策略，加入故障诊断与容错控制功能，进一步提高供电电源的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电源模块串并联管理系统，模块化的组合有利于设计成本的降低、系统的扩展和批量管理，同时提高了供电系统的稳定性。

本实用新型的技术方案是：一种电源模块串并联管理系统，其特征是包括AC-DC整流电路、DC-DC电源模块电路、故障诊断电路、容错控制电路、均压均流控制电路；

AC-DC整流电路输出接DC-DC电源模块电路，将220V交流输入整流成波动直流电压，为DC-DC电源模块电路提供直流电压输入；

DC-DC电源模块电路由四个反激变换器电源模块组成；连接方式为输入端两两模块串联连接，串联之后两串联部分再相互并联连接，输出端全部并联连接；将整流后输入的波动直流电压转化为稳定的直流输出，为用电器提供电能；每个DC-DC电源模块电路输入端并联有一个电容；

故障诊断电路由输入电容电压采样电路、主控制器组成，主控制器以固定采样频率对输入电容电压进行采样，通过当前时刻与上一时刻采样信号的差值来进行故障的判断；当诊断出故障发生后，输出控制信号驱动容错控制电路关闭故障模块，保证供电系统输出稳定，容错控制电路由继电器组成；

均压均流控制电路由输出电压电流采样电路、两个从控制器和MOSFET驱动电路组成；从控制器采样输出电压和各DC-DC电源模块输出电流，根据DC-DC电源模块输出电流的差异来微调基准电压，通过PI控制输出PWM波，MOSFET驱动电路驱动各DC-DC电源模块开关管的通断，保证输出电压稳定的同时控制电源模块间功率平衡。

一种电源模块串并联管理系统，其特征是主控制器与两个从控制器采用USART串口主从控制。

一种电源模块串并联管理系统，其特征是输入端相互串联的两个电源模块的开关管采用同占空比控制方式，由两个从控制器分别控制四个电源模块的开关管，同占空比方式可以保证相互串联的两个电源模块功率均衡。

一种电源模块串并联管理系统，其特征是从控制器各自采样自己控制的两个电源模块的输出电流，实时将采样信号与电流基准值比较，然后微调电压基准值，进而进行PI控制。