(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置であって、
隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、
電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第１電流サンプリング変換ユニットは、該第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、該第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、該第１制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、前記第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、該第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、第２制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、第２制御電圧は前記第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられる電源装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び前記第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が前記第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第２制御電圧を出力する第１誤差増幅器とを含む請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第１サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含む請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供するステップであって、
隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含むステップＳ１と、
前記電源モジュールが入力電圧を受信し、前記電圧出力ユニットが入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するステップＳ２と、
前記第１電流サンプリング変換ユニットは、該第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するステップであって、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、該第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するステップＳ３と、
前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、該第１制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しいステップＳ４と、
前記制御ユニットは、前記第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、該第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、第２制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力し、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、第２制御電圧は前記第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しいステップＳ５と、
前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するステップＳ６とを含む電源装置の電流均等化方法。
【請求項７】
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び前記第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が前記第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第２制御電圧を出力する第１誤差増幅器とを含む請求項６に記載の電源装置の電流均等化方法。
【請求項８】
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第１サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含む請求項６に記載の電源装置の電流均等化方法。
【請求項９】
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む請求項８に記載の電源装置の電流均等化方法。
【請求項１０】
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する請求項６に記載の電源装置の電流均等化方法。
【請求項１１】
複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置であって、
隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、該電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第１電流サンプリング変換ユニットは、該第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、該第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して前記誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、該第１制御電圧を前記誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、前記第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、該第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、該第２制御電圧を前記パワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、前記第２制御電圧が前記第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられ、
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び前記第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から前記第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が前記第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端が前記パワーレベルユニットに前記第２制御電圧を出力する第１誤差増幅器とを含み、
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２サンプリング電圧に接続され、逆相入力端子が第１サンプリング電圧に接続され、出力端から前記第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含み、
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が前記第１電流サンプリング変換ユニット及び前記第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含み、
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源技術分野に関し、特に電源装置及びその電流均等化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示技術の発展に伴い、表示装置の電源装置に対する需要が高まっている。電源装置の大電流化及び大電力化を実現するために、従来技術において、複数の電源モジュールを並列接続し、続いて並列接続された電源モジュールに入力電圧を一括して供給し、続いて複数の電源モジュールの出力電圧を集中して負荷を提供する分散型電源装置が提案されている。
【０００３】
分散型電源装置では、各々の電源モジュールのインピーダンス及び出力電気性が異なるため、複数の並列接続された電源モジュールから出力される電流が異なる。インピーダンスの小さい電源モジュールは大きな電流を供給し、インピーダンスの大きい電源モジュールは小さな電流を供給する。負荷を正確に駆動して機器の異常を防止するために、分散型電源装置における各々の電源モジュールから出力される電流を均等化する必要がある。つまり、各々の電源モジュールから出力される電流は等しなければならない。
【０００４】
従来の分散型電源装置の電流均等化方法としては、電流平均化法及び出力インピーダンス法などを含む。電流平均法は主として各々の電源モジュールに電流均等化バスを介して平均化電流をフィードバックして各々の電源の自己電流と誤差を形成することにより各々の電源モジュールの電圧基準を調整して電流の均等化を実現する。この方法は、システムに電流均等化バスを設けて、全ての電源モジュールの平均化電流をフィードバックする必要がある。実施は非常に困難であり、実施できたとしてもその構成が非常に複雑である。
【０００５】
出力インピーダンス法は各々の電源モジュールの出力電圧を調整することにより、電流均等化となるように各々の電源モジュールの出力電流を調整する。負荷回路が小電流である場合、ディスペンス特性が悪い。負荷電流の増大に伴い、ディスペンスが改善されるが、バランスが依然として取れず、通常、小電力又は電流均等化精度に対する要求が高くない場合にのみ適用できる。定格電力が異なる並列接続モジュールの場合、電流均等化を実現することは困難であり、並列接続された電源モジュールの間に交流がない。このため、各々の電源モジュールの負荷電流の差が大きく、電流の大きな電源モジュールが提供されることが多くなる。電源装置の最大出力パワーは、過電流保護のため制限されてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、並列接続された各々の電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の目的はさらに、並列接続された各々の電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を実現するために、本発明は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供している。
【０００９】
最後の電源モジュールを除いて、隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第１電流サンプリング変換ユニットは、第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、第１制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、第２制御電圧をパワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、第２制御電圧は第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられる。
【００１０】
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第２制御電圧を出力する第１誤差増幅器とを含む。
【００１１】
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２比較電圧に接続され、逆相入力端子が第１比較電圧に接続され、出力端から第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含む。
【００１２】
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む。
【００１３】
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
【００１４】
本発明は、ステップＳ１〜ステップＳ６を含む電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
【００１５】
ステップＳ１：複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置を提供するステップであって、
最後の電源モジュールを除いて、隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。
【００１６】
ステップＳ２：前記電源モジュールが入力電圧を受信し、前記電圧出力ユニットが入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給する。
【００１７】
ステップＳ３：前記第１電流サンプリング変換ユニットは、第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するステップであって、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送する。
【００１８】
ステップＳ４：前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、第１制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しい。
【００１９】
ステップＳ５：前記制御ユニットは、第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、第２制御電圧をパワーレベルユニットに出力し、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、第２制御電圧は第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しい。
【００２０】
ステップＳ６：前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整する。
【００２１】
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第２制御電圧を出力する第１誤差増幅器とを含む。
【００２２】
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２比較電圧に接続され、逆相入力端子が第１比較電圧に接続され、出力端から第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含む。
【００２３】
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含む。
【００２４】
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットから出力される出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
【００２５】
本発明は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む電源装置をさらに提供している。
【００２６】
隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。
【００２７】
前記電圧出力ユニットは、電源モジュールが受信された入力電圧を出力電圧に変換して負荷に供給するために用いられ、
前記第１電流サンプリング変換ユニットは、第１電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記第２電流サンプリング変換ユニットは、第２電流サンプリング変換ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットと負荷との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧に変換して誤差比較ユニットに伝送するために用いられ、
前記誤差比較ユニットは、第１サンプリング電圧及び第２サンプリング電圧に基づいて第１制御電圧を生成するとともに、第１制御電圧を誤差比較ユニットが位置する電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの制御ユニットに入力し、前記第１制御電圧は第２サンプリング電圧から第１サンプリング電圧を減算したものに等しく、
前記制御ユニットは、第１制御電圧及び予め設定された第１基準電圧に基づいて第２基準電圧を生成して、第２基準電圧と予め設定された割合で出力電圧から分圧した帰還電圧とに基づいて第２制御電圧を生成するとともに、第２制御電圧をパワーレベルユニットに出力するために用いられ、前記第２基準電圧は前記第１制御電圧に第１基準電圧を加算したものに等しく、第２制御電圧は第２基準電圧から帰還電圧を減算したものに等しく、
前記パワーレベルユニットは、前記第２制御電圧に基づいて前記電圧出力ユニットの出力電圧の大きさを調整するために用いられ、
前記制御ユニットは、
２つの入力端が第１基準電圧及び第１制御電圧にそれぞれ接続され、出力端から第２基準電圧を出力する加算器と、
正相入力端子が第２基準電圧に接続され、逆相入力端子が帰還電圧に接続され、出力端がパワーレベルユニットに第２制御電圧を出力する前記第１誤差増幅器とを含む。
【００２８】
前記誤差比較ユニットは、正相入力端子が第２比較電圧に接続され、逆相入力端子が第１比較電圧に接続され、出力端から第１制御電圧を出力する第２誤差増幅器を含み、
前記電流均等化モジュールのそれぞれは、両端が第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにそれぞれ電気的に接続される抵抗をさらに含み、
前記パワーレベルユニットは、前記電圧出力ユニットの出力電圧を前記第２制御電圧の変化に伴って変化させるように制御する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有益な効果は以下の通りであり、本発明に係る電源装置は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含み、隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応し、電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含み、電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含み、誤差比較ユニットによって各隣り合う２つの電源モジュールから出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う２つの電源モジュールから出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第１制御電圧を生成し、更に制御ユニットによって第１制御電圧に基づいて第２制御電圧を生成してパワーレベルユニットを制御して電圧出力ユニットの出力電圧を変更させ、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。本発明は、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の特徴及び技術的内容をより一層明らかにするために、以下の本発明に関する詳細な説明及び添付図面を参照する。添付図面は参照及び説明のためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【図１】図１は本発明に係る電源装置の回路図である。
【図２】図２は本発明に係る電源装置の電流均等化方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の技術的解決手段及びその効果をより具体的に説明するために、本発明の好ましい実施例及びその添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１を参照すると、本発明は、複数の並列接続される電源モジュール１及び複数の電流均等化モジュール２を含む電源装置を提供する。
【００３３】
最後の電源モジュール１を除いて、隣り合う２つの電源モジュール１が１つの電流均等化モジュール２に対応する。電源モジュール１のそれぞれは、電圧出力ユニット１１、電圧出力ユニット１１に電気的に接続されるパワーレベルユニット１２及び前記パワーレベルユニット１２に電気的に接続される制御ユニット１３を含む。電流均等化モジュール２のそれぞれは、該電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１に電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニット２１と、該電流均等化モジュール２に対応する他方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１に電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニット２２と、前記第１電流サンプリング変換ユニット２１及び第２電流サンプリング変換ユニット２２にいずれも電気的に接続される誤差比較ユニット２３とを含む。
【００３４】
具体的には、前記電圧出力ユニット１１は、電源モジュール１が受信した入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換して負荷３に供給するために用いられる。
【００３５】
具体的には、前記第１電流サンプリング変換ユニット２１は、第１電流サンプリング変換ユニット２１が位置する電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１と負荷３との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧Ｖ１に変換して誤差比較ユニット２３に伝送するために用いられる。前記第２電流サンプリング変換ユニット２２は、第２電流サンプリング変換ユニット２２が位置する電流均等化モジュール２に対応する他方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１と負荷３との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧Ｖ２に変換して誤差比較ユニット２３に伝送するために用いられる。
【００３６】
なお、第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が、前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流よりも大きい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１も依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２よりも大きくなる。第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が、前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流と等しい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１も依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２と等しくなる。第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が、前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流よりも小さい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１も依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２よりも小さくなる。
【００３７】
具体的には、前記誤差比較ユニット２３は、第１サンプリング電圧Ｖ１及び第２サンプリング電圧Ｖ２に基づいて第１制御電圧Ｖｃを生成するとともに、第１制御電圧Ｖｃを誤差比較ユニット２３が位置する電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の制御ユニット１３に入力する。前記第１制御電圧Ｖｃは第２サンプリング電圧Ｖ２から第１サンプリング電圧Ｖ１を減算したものに等しい。
【００３８】
さらに、前記誤差比較ユニット２３は、正相入力端子が第２比較電圧Ｖ２に接続され、逆相入力端子が第１比較電圧Ｖ１に接続され、出力端から第１制御電圧Ｖｃを出力する第２誤差増幅器３００を含む。且つ、前記電流均等化モジュール２のそれぞれは、両端が第１電流サンプリング変換ユニット２１及び第２電流サンプリング変換ユニット２２にそれぞれ電気的に接続される抵抗２４をさらに含む。
【００３９】
具体的には、前記制御ユニット１３は、第１制御電圧Ｖｃ及び予め設定された第１基準電圧Ｖｒに基づいて第２基準電圧Ｖｒ’を生成して、第２基準電圧Ｖｒ’と予め設定された割合で出力電圧Ｖｏｕｔから分圧した帰還電圧Ｖｆとに基づいて第２制御電圧Ｖｃ’を生成するとともに、第２制御電圧Ｖｃ’をパワーレベルユニット１２に出力するために用いられる。前記第２基準電圧Ｖｒ’は前記第１制御電圧Ｖｃに第１基準電圧Ｖｒを加算したものに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’は第２基準電圧Ｖｒ’から帰還電圧Ｖｆを減算したものに等しい。
【００４０】
さらに、前記制御ユニット１３は、２つの入力端が第１基準電圧Ｖｒ及び第１制御電圧Ｖｃにそれぞれ接続され、出力端から第２基準電圧Ｖｒ’を出力する加算器１００と、正相入力端子が第２基準電圧Ｖｒ’に接続され、逆相入力端子が帰還電圧Ｖｆに接続され、出力端からパワーレベルユニット１２に第２制御電圧Ｖｃ’を出力する第１誤差増幅器２００とを含む。
【００４１】
具体的には、前記パワーレベルユニット１２は、前記第２制御電圧Ｖｃ’に基づいて前記電圧出力ユニット１１の出力電圧Ｖｏｕｔの大きさを調整するために用いられる。
【００４２】
さらに、前記パワーレベルユニット１２は、前記電圧出力ユニット１１の出力電圧Ｖｏｕｔを前記第２制御電圧Ｖｃ’の変化に伴って変化させるように制御する。即ち前記第２制御電圧Ｖｃ’が大きいほど、前記出力電圧Ｖｏｕｔも大きくなり、前記第２制御電圧Ｖｃ’が小さいほど、前記出力電圧Ｖｏｕｔも小さくなる。
【００４３】
隣り合う２つの電源モジュール１の電流均等化を例として、本発明の作動過程を説明する。該隣り合う２つの電源モジュール１のうち上方に位置する電源モジュール１を第１電源モジュールとし、該隣り合う２つの電源モジュール１のうち下方に位置する電源モジュール１を第２電源モジュールとする。第１電源モジュールから負荷３に出力される電流が第２電源モジュールから負荷３に出力される電流よりも大きい場合、第１比較電源Ｖ１が第２比較電圧Ｖ２よりも大きくなる。第１制御電圧ＶｃはＶ２−Ｖ１に等しく、負の値である。第２基準電源Ｖｒ’はＶｒ＋Ｖｃに等しく、第２基準電圧Ｖｒ’は第１基準電圧Ｖｒよりも小さくなる。第２制御電圧Ｖｃ’はＶｒ’−Ｖｆに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’が減少し、第１電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも減少する。電流の総電流は変わらないため、第１電源モジュールの電流が減少すると、第１電源モジュールの電流と第２電源モジュールの電流とが等しくなるまで第２電源モジュールの電流が増大する。第１電源モジュールから負荷３に出力される電流が第２電源モジュールから負荷３に出力される電流よりも小さい場合、第１比較電源Ｖ１が第２比較電圧Ｖ２よりも小さくなる。第１制御電圧ＶｃがＶ２−Ｖ１に等しく、正の値である。第２基準電源Ｖｒ’は、Ｖｒ＋Ｖｃに等しく、第２基準電圧Ｖｒ’が第１基準電圧Ｖｒより大きくなる。第２制御電圧Ｖｃ’はＶｒ’−Ｖｆに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’が増大し、第１電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも増大する。電流の総電流が変わらないため、第１電源モジュールの電流が増大すると、第１電源モジュールの電流と第２電源モジュールの電流とが等しくなるまで第２電源モジュールの電流が減少する。
【００４４】
したがって、本発明は誤差比較ユニット２３によって各隣り合う２つの電源モジュール１から出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う２つの電源モジュール１から出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第１制御電圧Ｖｃを生成する。更に、制御ユニット１３によって第１制御電圧Ｖｃに基づいて第２制御電圧Ｖｃ’を生成してパワーレベルユニット１２を制御して電圧出力ユニット１１の出力電圧を変更させ、各電源モジュールの電流を均等化させる。並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。
【００４５】
図２を参照すると、本発明は、次のステップＳ１〜ステップＳ６を含む電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
【００４６】
ステップＳ１：複数の並列接続される電源モジュール１及び複数の電流均等化モジュール２を含む電源装置を提供するステップである。
最後の電源モジュール１を除いて、隣り合う２つの電源モジュール１が１つの電流均等化モジュール２に対応する。電源モジュール１のそれぞれは、電圧出力ユニット１１、電圧出力ユニット１１に電気的に接続されるパワーレベルユニット１２及び前記パワーレベルユニット１２に電気的に接続される制御ユニット１３を含む。電流均等化モジュール２のそれぞれは、該電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１に電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニット２１と、該電流均等化モジュール２に対応する他方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１に電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニット２２と、前記第１電流サンプリング変換ユニット２１及び第２電流サンプリング変換ユニット２２にいずれも電気的に接続される誤差比較ユニット２３とを含む。
【００４７】
ステップＳ２：前記電源モジュール１が入力電圧Ｖｉｎを受信し、前記電圧出力ユニット１１が入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換して負荷３に供給する。
【００４８】
ステップＳ３：前記第１電流サンプリング変換ユニット２１は、第１電流サンプリング変換ユニット２１が位置する電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１と負荷３との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第１サンプリング電圧Ｖ１に変換して誤差比較ユニット２３に伝送する。
【００４９】
前記第２電流サンプリング変換ユニット２２は、第２電流サンプリング変換ユニット２２が位置する電流均等化モジュール２に対応する他方の電源モジュール１の電圧出力ユニット１１と負荷３との間の接続配線における電流を収集するとともに、該電流を第２サンプリング電圧Ｖ２に変換して誤差比較ユニット２３に伝送する。
【００５０】
具体的には、第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が、前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流よりも大きい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１が依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２よりも大きくなる。第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が、前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流と等しい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１も依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２と等しくなる。第１電流サンプリング変換ユニット２１が収集した電流が前記第２電流サンプリング変換ユニット２２が収集した電流よりも小さい場合、第１電流サンプリング変換ユニット２１で変換された第１サンプリング電圧Ｖ１も依然として第２電流サンプリング変換ユニット２２で変換された第２サンプリング電圧Ｖ２よりも小さくなる。
【００５１】
ステップＳ４：前記誤差比較ユニット２３は、第１サンプリング電圧Ｖ１及び第２サンプリング電圧Ｖ２に基づいて第１制御電圧Ｖｃを生成するとともに、第１制御電圧Ｖｃを誤差比較ユニット２３が位置する電流均等化モジュール２に対応する一方の電源モジュール１の制御ユニット１３に入力する。前記第１制御電圧Ｖｃは、第２サンプリング電圧Ｖ２から第１サンプリング電圧Ｖ１を減算したものに等しい。
【００５２】
具体的には、前記誤差比較ユニット２３は、正相入力端子が第２比較電圧Ｖ２に接続され、逆相入力端子が第１比較電圧Ｖ１に接続され、出力端から第１制御電圧Ｖｃを出力する第２誤差増幅器３００を含む。且つ、前記電流均等化モジュール２のそれぞれは、両端が第１電流サンプリング変換ユニット２１及び第２電流サンプリング変換ユニット２２にそれぞれ電気的に接続される抵抗２４をさらに含む。
【００５３】
ステップＳ５：前記制御ユニット１３は、第１制御電圧Ｖｃ及び予め設定された第１基準電圧Ｖｒに基づいて第２基準電圧Ｖｒ’を生成して、第２基準電圧Ｖｒ’と予め設定された割合で出力電圧Ｖｏｕｔから分圧した帰還電圧Ｖｆとに基づいて第２制御電圧Ｖｃ’を生成するとともに、第２制御電圧Ｖｃ’をパワーレベルユニット１２に出力する。前記第２基準電圧Ｖｒ’は前記第１制御電圧Ｖｃに第１基準電圧Ｖｒを加算したものに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’は第２基準電圧Ｖｒ’から帰還電圧Ｖｆを減算したものに等しい。
【００５４】
具体的には、前記制御ユニット１３は、２つの入力端が第１基準電圧Ｖｒ及び第１制御電圧Ｖｃにそれぞれ接続され、出力端から第２基準電圧Ｖｒ’を出力する加算器１００と、正相入力端子が第２基準電圧Ｖｒ’に接続され、逆相入力端子が帰還電圧Ｖｆに接続され、出力端からパワーレベルユニット１２に第２制御電圧Ｖｃ’を出力する第１誤差増幅器２００とを含む。
【００５５】
ステップＳ６：前記パワーレベルユニット１２は、前記第２制御電圧Ｖｃ’に基づいて前記電圧出力ユニット１１の出力電圧Ｖｏｕｔの大きさを調整する。
【００５６】
具体的には、前記パワーレベルユニット１２は、前記電圧出力ユニット１１の出力電圧Ｖｏｕｔを前記第２制御電圧Ｖｃ’の変化に伴って変化させるように制御する。即ち前記第２制御電圧Ｖｃ’が大きいほど、前記出力電圧Ｖｏｕｔも大きくなり、前記第２制御電圧Ｖｃ’が小さいほど、前記出力電圧Ｖｏｕｔも小さくなる。
【００５７】
隣り合う２つの電源モジュール１の電流均等化を例として、本発明の作動過程を説明する。該隣り合う２つの電源モジュール１のうち上方に位置する電源モジュール１を第１電源モジュールとし、該隣り合う２つの電源モジュール１のうち下方に位置する電源モジュール１を第２電源モジュールとする。第１電源モジュールから負荷３に出力される電流が第２電源モジュールから負荷３に出力される電流よりも大きい場合、第１比較電源Ｖ１が第２比較電圧Ｖ２よりも大きくなる。第１制御電圧ＶｃはＶ２−Ｖ１に等しく、負の値である。第２基準電源Ｖｒ’はＶｒ＋Ｖｃに等しく、第２基準電圧Ｖｒ’は第１基準電圧Ｖｒよりも小さくなる。第２制御電圧Ｖｃ’はＶｒ’−Ｖｆに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’が減少し、第１電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも減少する。電流の総電流は変わらないため、第１電源モジュールの電流が減少すると、第１電源モジュールの電流と第２電源モジュールの電流とが等しくなるまで第２電源モジュールの電流が増大する。第１電源モジュールから負荷３に出力される電流が第２電源モジュールから負荷３に出力される電流よりも小さい場合、第１比較電源Ｖ１が第２比較電圧Ｖ２よりも小さくなる。第１制御電圧ＶｃがＶ２−Ｖ１に等しく、正の値である。第２基準電源Ｖｒ’は、Ｖｒ＋Ｖｃに等しく、第２基準電圧Ｖｒ’が第１基準電圧Ｖｒより大きくなる。第２制御電圧Ｖｃ’はＶｒ’−Ｖｆに等しく、第２制御電圧Ｖｃ’が増大し、第１電源モジュールの出力電圧及び電流がいずれも増大する。電流の総電流が変わらないため、第１電源モジュールの電流が増大すると、第１電源モジュールの電流と第２電源モジュールの電流とが等しくなるまで第２電源モジュールの電流が減少する。
【００５８】
要約すると、本発明に係る電源装置は、複数の並列接続される電源モジュール及び複数の電流均等化モジュールを含む。隣り合う２つの電源モジュールが１つの電流均等化モジュールに対応する。電源モジュールのそれぞれは、電圧出力ユニット、電圧出力ユニットに電気的に接続されるパワーレベルユニット及び前記パワーレベルユニットに電気的に接続される制御ユニットを含む。電流均等化モジュールのそれぞれは、該電流均等化モジュールに対応する一方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第１電流サンプリング変換ユニットと、該電流均等化モジュールに対応する他方の電源モジュールの電圧出力ユニットに電気的に接続される第２電流サンプリング変換ユニットと、前記第１電流サンプリング変換ユニット及び第２電流サンプリング変換ユニットにいずれも電気的に接続される誤差比較ユニットとを含む。誤差比較ユニットによって各隣り合う２つの電源モジュールから出力される負荷電流の大きさの差異を比較して、各隣り合う２つの電源モジュールから出力される負荷の電流の大きさの差異に基づいて対応する第１制御電圧を生成する。更に制御ユニットによって第１制御電圧に基づいて第２制御電圧を生成してパワーレベルユニットを制御して電圧出力ユニットの出力電圧を変更させ、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる。本発明は、並列接続された各電源モジュールの電流均等化を正確に実現して、電源装置の複雑さを簡略化することができる電源装置の電流均等化方法をさらに提供している。
【００５９】
以上説明したように、当業者にとっては、本発明の技術的解決手段及び技術的構想に基づいて他の様々の対応する変更や変形を行うことができ、これらの変更や変形はすべて本発明の請求項の保護範囲に属するべきである。
【図１】
0006874221.tif 000002
【図２】
0006874221.tif 000003