一種多路電源任意電流分配裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多路電源任意電流分配裝置，屬于自動控制【技術領域】。該種多路電源任意電流分配裝置，包括至少兩個DC-DC模塊、至少兩個采樣電路、至少一個過流保護電路、至少一個DA模塊、至少一個控制電路、單片機、液晶顯示模塊和按鍵模塊，DC-DC模塊之間連接過流保護電路，過流保護電路另一端連接單片機，一個DC-DC模塊連接一個采樣電路，其余DC-DC模塊的輸出端順序與控制電路、對應的采樣電路連接，采樣電路另一端與單片機的AD口相連，DA模塊一端與單片機相連，另一端與控制電路連接，液晶顯示模塊、按鍵模塊分別與單片機相連。該裝置可以實現每個DC-DC模塊的輸出電流可任意比例設定，自動調節分配輸出電流。
【專利說明】一種多路電源任意電流分配裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多路電源任意電流分配裝置，屬于自動控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的發展，各種電子裝置對電源功率的要求越來越高，對電流的要求也越來越大，開關電源向更大功率方向發展。研制各種各樣的大功率、高性能的開關電源成為趨勢。但受構成電源模塊的半導體功率器件、磁性材料等自身性能的影響，單個大功率開關電源模塊的最大輸出功率時效率并不高。因此，大功率電源系統需要用若干臺開關電源并聯運行，以滿足負載功率的要求。
[0003]隨著現代工業的發展，能源的緊缺，對電源的容量，效率及各方面性能要求越來越高，受電力電子器件的限制，單電源供電不但可靠性不高，而且無法實現超大容量供電，采用多個電源并聯運行來提供大功率輸出是電源技術發展的一個方向，均流技術是實現大功率電源和冗余電源的關鍵技術。
[0004]目前，國內采用多電源供電的模塊，只見有各模塊均流分配的，還沒有電流任意比例分配的供電模塊。這也就對供電的電源有了很高的要求，必受限于功率不相等的困惑。但是如果每個模塊的供電電流可任意比例設定，那么就可以根據供電電源模塊的功率來設定該模塊的最大供電電流，形成每個模塊按照任意比例來對負載供電，使供電模塊的效率達到最大。
[0005]“開關電源模塊并聯”的應用是由于一臺直流穩定電源輸出的電壓、電流、功率不能滿足要求，因此在實用中采用模塊化的構造方法，用一定規格的模塊式電源，按照并聯的方式，分別達到輸出電壓、輸出電流、輸出功率擴展的目的。開關電源結合恒壓恒流的技術，能夠提高電源輸出功率，增強帶負載的能力，更好地提高能源的利用率，實現了節能的目的。
[0006]采用多個電源模塊并聯運行是解決開關電源大功率輸出問題的一個有效方法，但是輸出電流的分配控制是并聯運行的關鍵。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術存在的問題及不足，本實用新型提供一種多路電源任意電流分配裝置。該裝置可以實現了每個DC-DC模塊的輸出電流可任意比例設定，自動調節分配控制輸出電流，本實用新型通過以下技術方案實現。
[0008]一種多路電源任意電流分配裝置，包括至少兩個DC-DC模塊、至少兩個采樣電路、至少一個過流保護電路3、至少一個DA模塊4、至少一個控制電路9、單片機5、液晶顯示模塊6和按鍵模塊7，所述兩兩DC-DC模塊之間連接有過流保護電路3，過流保護電路3另一端連接單片機5的I/O 口，其中一個DC-DC模塊的輸出端對應連接一個采樣電路，其余每一個DC-DC模塊的輸出端順序與控制電路9、對應的采樣電路連接，每一個采樣電路另一端分別與單片機5的AD 口相連，每一個DA模塊4 一端分別與單片機5的PWM 口相連，另一端分別與控制電路9連接，液晶顯示模塊6、按鍵模塊7分別與單片機5的I/O 口相連。
[0009]所述DC-DC模塊以PWM控制器為核心，具有降壓功能、升壓功能、或同時具備兩種功能。
[0010]所述采樣電路包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置。
[0011 ] 所述控制電路9包括五個電阻Rl、R2、R3、R4、R6、電位器R5、三極管Ql組成，控制電路9中:電阻Rl與電阻R2串聯后與DC/DC模塊118的輸出端并聯，DC/DC模塊118的開關電源芯片反饋端和電阻R3及兩個電阻Rl、R2的形成的串聯結點相連，電阻R3與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極通過電阻R6與電源負極相連，三極管Ql的基極與串聯后的電阻R4和電位器R5相連，電位器R5與DA模塊4相連。
[0012]該單片機5采樣由基準電壓芯片LM1117提供3.3V的采樣基準電壓，當采樣端口AD端輸入3.3V時，液晶顯示屏的電壓顯示的采樣值為Uo ;當AD端采集到實時電壓時，液晶顯示屏的電壓顯示的采樣值為Ul，那實際電壓值為U2，即U2= (U1 X 3.3V)/Uo，通過此方法提高采樣的精確度。
[0013]該多路電源任意電流分配裝置的原理為:通過固定一路電源輸出電壓，單片機5微調其余電路電源輸出電壓的方法達到自動均流和任意比例分流自動調節的目的；具體為:根據液晶顯示模塊6提示，通過按鍵模塊7設定輸出電流比例；當單片機5采集各DC/DC模塊的電流，當所采集的電流沒有達到設定值時，將沒有連接控制電路9的DC/DC模塊的輸出電壓固定，單片機5通過調節DA輸出的電壓使三極管Ql的基極電流增大(或減小)，從而使三極管Ql集電極電流增大(或減小)，使反饋電壓下降(或上升)，當反饋電壓低于(或高于)DC/DC模塊的開關電源芯片反饋端的比較電壓時，DC/DC模塊的開關電源芯片調整PWM脈寬，使開關電源輸出電壓在要求的范圍內上升(或下降)，達到調整該路輸出電流的目的。
[0014]該多路電源任意電流分配裝置的使用步驟為:
[0015]第一步:給各DC/DC模通電，接上負載&，給單片機5供電；
[0016]第二步:根據各DC/DC模塊供電電源的功率比例及液晶顯示模塊6提示，通過按鍵模塊7設定各DC/DC模塊的輸出電流比例；然后單片機5的內部AD端口通過采樣電路的電流采樣電路采樣各DC/DC模塊輸出的電流信號，然后將這些電流信號的比值與設定的電流比值比較；
[0017]第三步:當電流沒有達到設定值時，單片機5自動調節輸出的PWM信號，該PWM信號經過DA模塊后轉換為DA信號，該DA信號通過電位器R5和電阻R4使三極管Ql的基極電流增大(或減小)，從而使三極管Ql集電極電流增大(或減小)，電阻R3上的電壓上升(或下降)，電阻Rl上的電壓上升(或下降)，電阻R2上的電壓下降(或上升)，即使反饋電壓下降(或上升)，當反饋電壓低于(或高于)DC/DC模塊的開關電源芯片反饋端的比較電壓時，DC/DC模塊的開關電源芯片自動調整PWM脈寬，使開關電源輸出電壓在要求的范圍內上升(或下降)，達到調整該路輸出電流的目的，還可以改變電位器R5的阻值，來控制對輸出電流調節的精確度和靈敏性；
[0018]第四步:如果用電設備工作過程中產生事故，或者負載太大，造成電流過大，那么單片機5塊通過采樣電路獲得的電流信號傳輸給單片機5，單片機5處理后將信號傳遞給過流保護電路3，過流保護電路3切斷輸入，并同時液晶顯示模塊7提示處于過流保護狀態；
[0019]第五步:只要各DC/DC模塊的最大工作功率不超過供電電源的功率，輸出電流分配比例任意設定；
[0020]第六步:該系統不工作時，切斷供電電源。
[0021]本實用新型的有益效果是:(1)該多路電源的并聯工作實現了電流的任意比例分配，電源功率的擴大，電源的效率提高；(2)具有功耗小、體積小、重量輕、穩壓范圍寬等優點，且符合開關電源高頻化、模塊化和數字化的特點(3)同時還具有過流保護功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型工作示意圖；
[0023]圖2是本實用新型功能結構示意框圖；
[0024]圖3是本實用新型電流控制電路示意圖；
[0025]圖4是本實用新型DA電路示意圖；
[0026]圖中=1-DC-DC模塊I，2-采樣電路I，3-過流保護電路，4- DA模塊，5_單片機，6-液晶顯示模塊，7-按鍵模塊，8-DC-DC模塊II，9-控制電路，10-采樣電路II，R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8-定值電阻，R5-電位器，Rf負載，CU C2-無極電容，Ql-三極管。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明。
[0028]實施例1
[0029]如圖1至4所示，該多路電源任意電流分配裝置，包括DC-DC模塊I1、采樣電路12、過流保護電路3、DA模塊4、單片機5、液晶顯示模塊6、按鍵模塊7、DC-DC模塊118、控制電路9和采樣電路1110，所述DC-DC模塊Il的輸出端與采樣電路12連接，DC-DC模塊118的輸出端順序與控制電路9、采樣電路II10連接，DC-DC模塊11和DC-DC模塊118之間連接過流保護電路3，過流保護電路3與單片機5的I/O 口相連，DA模塊4 一端與單片機5的PWM口連接，另一端與控制電路9連接，采樣電路12、采樣電路IIlO分別與單片機5的AD 口相連，液晶顯示模塊6、按鍵模塊7分別與單片機5的I/O 口相連。
[0030]其中DC-DC模塊以PWM控制器為核心，具有降壓功能、升壓功能、或同時具備兩種功能；采樣電路包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置；控制電路9包括五個電阻Rl、R2、R3、R4、R6、電位器R5、三極管Ql組成，控制電路9中:電阻Rl與電阻R2串聯后與DC/DC模塊118的輸出端并聯，DC/DC模塊118的開關電源芯片反饋端和電阻R3及兩個電阻Rl、R2的形成的串聯結點相連，電阻R3與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極通過電阻R6與電源負極相連，三極管Ql的基極與串聯后的電阻R4和電位器R5相連，電位器R5與DA模塊4相連。
[0031]實施例2
[0032]如圖3至4所示，該多路電源任意電流分配裝置，包括至少兩個DC-DC模塊、至少兩個采樣電路、至少一個過流保護電路3、至少一個DA模塊4、至少一個控制電路9、單片機
5、液晶顯示模塊6和按鍵模塊7，所述兩兩DC-DC模塊之間連接有過流保護電路3，過流保護電路3另一端連接單片機5的I/O 口，其中一個DC-DC模塊的輸出端對應連接一個采樣電路，其余每一個DC-DC模塊的輸出端順序與控制電路9、對應的采樣電路連接，每一個采樣電路另一端分別與單片機5的AD 口相連,每一個DA模塊4 一端分別與單片機5的PWM口相連，另一端分別與控制電路9連接，液晶顯示模塊6、按鍵模塊7分別與單片機5的I/O口相連。
[0033]其中DC-DC模塊以PWM控制器為核心，具有降壓功能、升壓功能、或同時具備兩種功能；采樣電路包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置；控制電路9包括五個電阻Rl、R2、R3、R4、R6、電位器R5、三極管Ql組成，控制電路9中:電阻Rl與電阻R2串聯后與DC/DC模塊118的輸出端并聯，DC/DC模塊118的開關電源芯片反饋端和電阻R3及兩個電阻Rl、R2的形成的串聯結點相連，電阻R3與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極通過電阻R6與電源負極相連，三極管Ql的基極與串聯后的電阻R4和電位器R5相連，電位器R5與DA模塊4相連。
[0034]實施例3
[0035]如圖3至4所示，該多路電源任意電流分配裝置，包括四個DC-DC模塊、四個采樣電路、三個過流保護電路3、三個DA模塊4、三個控制電路9、單片機5、液晶顯示模塊6和按鍵模塊7，所述兩兩DC-DC模塊之間連接有過流保護電路3，過流保護電路3另一端連接單片機5的I/O 口，其中一個DC-DC模塊的輸出端對應連接一個采樣電路，其余每一個DC-DC模塊的輸出端順序與控制電路9、對應的采樣電路連接，每一個采樣電路另一端分別與單片機5的AD 口相連，每一個DA模塊4 一端分別與單片機5的PWM 口相連，另一端分別與控制電路9連接，液晶顯示模塊6、按鍵模塊7分別與單片機5的I/O 口相連。
[0036]其中DC-DC模塊以PWM控制器為核心，具有降壓功能、升壓功能、或同時具備兩種功能；采樣電路包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置；控制電路9包括五個電阻Rl、R2、R3、R4、R6、電位器R5、三極管Ql組成，控制電路9中:電阻Rl與電阻R2串聯后與DC/DC模塊118的輸出端并聯，DC/DC模塊118的開關電源芯片反饋端和電阻R3及兩個電阻Rl、R2的形成的串聯結點相連，電阻R3與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極通過電阻R6與電源負極相連，三極管Ql的基極與串聯后的電阻R4和電位器R5相連，電位器R5與DA模塊4相連。
【權利要求】
1.一種多路電源任意電流分配裝置，其特征在于:包括至少兩個DC-DC模塊、至少兩個采樣電路、至少一個過流保護電路(3)、至少一個DA模塊(4)、至少一個控制電路(9)、單片機(5)、液晶顯示模塊(6)和按鍵模塊(7)，所述兩兩DC-DC模塊之間連接有過流保護電路(3)，過流保護電路(3)另一端連接單片機(5)的I/O 口，其中一個DC-DC模塊的輸出端對應連接一個采樣電路，其余每一個DC-DC模塊的輸出端順序與控制電路(9)、對應的采樣電路連接，每一個米樣電路另一端分別與單片機(5)的AD 口相連,每一個DA模塊(4) 一端分別與單片機(5)的PWM 口相連，另一端分別與控制電路(9)連接，液晶顯示模塊(6)、按鍵模塊(7)分別與單片機(5)的I/O 口相連。
2.根據權利要求1所述的多路電源任意電流分配裝置，其特征在于:所述DC-DC模塊以PWM控制器為核心。
3.根據權利要求1所述的多路電源任意電流分配裝置，其特征在于:所述采樣電路包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置。
4.根據權利要求1所述的多路電源任意電流分配裝置，其特征在于:所述控制電路(9)包括五個電阻(Rl、R2、R3、R4、R6)、電位器(R5)、三極管(Ql)組成，控制電路(9)中:電阻(Rl)與電阻(R2)串聯后與DC/DC模塊II (8)的輸出端并聯，DC/DC模塊II (8)的開關電源芯片反饋端和電阻(R3)及兩個電阻(Rl、R2)的形成的串聯結點相連，電阻(R3)與三極管(Ql)的集電極相連，三極管(Ql)的基極通過電阻(R6)與電源負極相連，三極管(Ql)的基極與串聯后的電阻(R4)和電位器(R5)相連，電位器(R5)與DA模塊(4)相連。
【文檔編號】G05F1/46GK203745937SQ201420023608
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】湯植源, 李恒, 沐潤志, 趙磊, 張國銀 申請人:昆明理工大學