[发明专利]一种共用电压环的开关电源控制电路

说明书

本发明公开了一种共用电压环的开关电源控制电路。该开关电源控制电路包括多个输出并联的开关电源，每个开关电源包括电压环控制电路和电压环切换电路；电压环控制电路用于对其所属开关电源的输出电压进行反馈控制；电压环切换电路用于接收控制信号并根据控制信号进行响应，使得只有其中一个开关电源的电压环控制电路生效，并且使得其他开关电源共用该有效的电压环控制电路。本发明的开关电源控制电路，在执行开关电源并联输出功能时，控制精度高，响应速度快，容易实现规模化生产。

技术领域

本发明属于开关电源技术领域，更具体地，涉及一种共用电压环的开关电源控制电路。

背景技术

在开关电源设计和使用过程中，受制于体积、器件极限或使用方式等因素的影响，单体开关电源的电压、电流或功率等指标会有一定的上限值，在使用时往往需要将多个单体开关电源按照串联或并联等方式组合起来使用，从而实现更高的电压或更大的电流输出的目的。

多个单体开关电源组合使用时，将每个单体开关电源称为电源模块。多个恒压输出型的电源模块并联输出时输出电流相叠加，可以获得更大的总输出电流，但总输出的电压并不能叠加，而是与每个电源模块都相关，因此在电源模块并机时需要考虑总输出电压的电压环控制方式，以实现输出电压精准可控、灵活性强、动态响应快等目的。

现有技术中主要有以下控制方式。

控制方式1：多个恒压输出型的电源模块并联输出时，针对电压控制不做处理，此时总输出的电压是由输出电压最高的电源模块来决定的。该方案可能存在如下两个问题：

一，输出电压最高的电源模块在因重载或限流等原因导致电压下降时，该电源模块的输出电压可能会低于输出电压第二高的电压模块，此时，总输出电压的电压将由原输出电压第二高的电压模块来决定，在此切变的过程中，总输出电压将可能会出现一个跌落，同理在恢复原正常状态时，总输出电压又将可能会出现一个阶跃，由此导致的总输出电压变化不线性、质量不高。

二，输出电压精度差。在绝大多数情况下，设计人员并不会对电源模块的额定输出电压做特殊处理，针对总数量趋近于无穷多的电源模块实际额定输出电压做统计分析，在电压下限值-额定电压值-电压上限值这个区间中，样本应呈现出正态分布的特性，如图1所示。

多个恒压输出型电源模块并联输出时的总输出的电压总是由输出电压最高的电源模块来决定的，因为恒压输出型开关电源的电压环是负反馈系统，输出较低的电源模块的电压环均处于失效但并未被关闭的状态。多个恒压输出型电源模块并联输出时，电源模块数量越趋近于无穷大，出现某个电源模块的额定输出电压接近电压上限的可能性就越大，即电源模块数量越多，总输出电压接近电压上限的可能性就越大，因此，在此方案中，多个电源模块并联的总输出电压随着模块并联数量越多就越容易偏离额定电压值，精度越差。

控制方式2：多个恒压输出型的电源模块并联输出时，设定其中某个电源模块为主机电源模块，并设定该电源模块保持恒压输出，与其并联的其他电源模块设定为从机电源模块，并设置为恒流输出模式，即让从机电源模块的电压环失效，该种方式也可以得到恒压的并联总输出，该方案可能存在以下问题：

一，从机电源模块均工作在单电流环模式，无法采集到并联总输出电压的变化，在电压动态响应测试或应用时，无法实时进行调整或响应速度慢，动态响应效果差。

二，主机电源模块和从机电源模块在环路上需要单独区分，可能存在硬件差异，需要在焊接或装配时作出区分，不利于规模化生产。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种共用电压环的开关电源控制电路，在执行开关电源并联输出功能时，通过电压环切换电路，可以选择一个开关电源的电压环控制电路来控制所有开关电源的输出，控制精度高，响应数度快，容易实现规模化生产。

为实现上述目的，本发明提供了一种共用电压环的开关电源控制电路，包括多个输出并联的开关电源，每个开关电源均包括电压环控制电路和电压环切换电路；