本技術(shù)涉及電源管理，特別是涉及一種電源模塊及電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的鐵路信號(hào)電源系統(tǒng)中，為了提高信號(hào)電源供電的可靠性、安全性以及實(shí)現(xiàn)不同功率組合的可拓展性，經(jīng)常采用多個(gè)電源模塊(具體是直流電源模塊)并聯(lián)供電的n+m冗余供電模式(n和m均為大于1的自然數(shù)，其中，n個(gè)是基礎(chǔ)電源模塊，m個(gè)是冗余電源模塊)。

2、當(dāng)1～n臺(tái)電源模塊中的一個(gè)或多個(gè)電源模塊故障后，m個(gè)冗余電源模塊仍能保證信號(hào)系統(tǒng)的可靠供電。這樣出現(xiàn)了負(fù)載電流在n+m個(gè)電源模塊中平均分配的問題，如果電源模塊之間存在電流流動(dòng)(即形成環(huán)流)，會(huì)造成電源系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，而對(duì)電源模塊造成不可逆的損害，因此就需要多個(gè)電源模塊進(jìn)行并機(jī)均流。

3、現(xiàn)有的均流方式有外控法和主從單元均流法：

4、外控法：除并機(jī)的多個(gè)電源模塊外，單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)控制器，比較各自電源模塊的電流信號(hào)，根據(jù)電流信號(hào)的不同大小分別調(diào)控各個(gè)電源模塊的電壓反饋取樣或放大器的基準(zhǔn)電平，以調(diào)控各電源模塊輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)均流，但是，這種方法由于增加了外部控制器，使得成本提高。

5、主從單元均流法：在多個(gè)電源模塊中設(shè)定一個(gè)電源模塊作為主電源模塊，其余電源模塊作為從電源模塊，在多個(gè)電源模塊工作時(shí)，由主電源模塊整體承擔(dān)電源系統(tǒng)的輸出電壓控制，主電源模塊的電壓比較器的輸出分別送給各個(gè)從電源模塊的電壓誤差放大器的輸出端，由主電源模塊進(jìn)行pwm(脈沖寬度調(diào)制)控制，從而實(shí)現(xiàn)均流。但是，這種方法失去了n+m冗余模式的供電可靠性，即當(dāng)主電源模塊故障時(shí)，則從電源模塊也會(huì)隨之停機(jī)。

6、因此，目前急需開發(fā)一種技術(shù)，能夠克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提供一種電源模塊及電源系統(tǒng)。

2、為此，本實(shí)用新型提供了一種電源模塊，其特征在于，包括：供電單元以及均流裝置；

3、均流裝置，包括采樣信號(hào)輸出單元、差值信號(hào)輸出單元、控制信號(hào)輸出單元以及隔離單元；

4、采樣信號(hào)輸出單元，與供電單元相連接，用于采集供電單元的輸出電流信號(hào)，然后輸出至差值信號(hào)輸出單元；

5、隔離單元，與均流母線bus+相連，用于將均流母線bus+與均流裝置中的差值信號(hào)輸出單元相隔離，在將均流母線bus+上的電壓進(jìn)行隔離后輸出均流線電壓信號(hào)v_jlbus+至差值信號(hào)輸出單元；

6、差值信號(hào)輸出單元，與采樣信號(hào)輸出單元和隔離單元的輸出端相連接，用于接收采樣信號(hào)輸出單元發(fā)來的供電單元的輸出電流信號(hào)，然后通過其內(nèi)的運(yùn)算放大器u1將該輸出電流信號(hào)與隔離單元輸出的均流線電壓v_jlbus+信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出電流差值信號(hào)err至控制信號(hào)輸出單元；

7、控制信號(hào)輸出單元，分別與差值信號(hào)輸出單元和供電單元的輸出端相連接，用于根據(jù)所述差值信號(hào)輸出單元輸出的電流差值信號(hào)err以及供電單元輸出端輸出的電壓信號(hào)，獲得對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，然后輸出至供電單元；

8、供電單元，與控制信號(hào)輸出單元相連接，用于接收所述控制信號(hào)輸出單元輸出的控制信號(hào)，并根據(jù)該控制信號(hào)占空比的變化，對(duì)應(yīng)調(diào)整其輸出端v_out+的電壓，進(jìn)而調(diào)整輸出電流。

9、此外，本實(shí)用新型還提供了一種電源系統(tǒng)，包括多個(gè)如前所述的電源模塊；

10、多個(gè)電源模塊是并聯(lián)輸出的直流電源模塊。

11、由以上本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提供了一種電源模塊及電源系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)科學(xué)，其通過無主從均流控制，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源模塊的均流，提高了電源系統(tǒng)的可拓展性，具有重大的實(shí)踐意義。

技術(shù)特征：

1.一種電源模塊，其特征在于，包括：供電單元（110）以及均流裝置；

2.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于，供電單元（110），包括開關(guān)管s、變壓器t1、二極管d5、d6和電解電容cd1;

3.如權(quán)利要求2所述的電源模塊，其特征在于，電源模塊與負(fù)載load相連接；

4.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于，采樣信號(hào)輸出單元（111），包括：電阻r1、電流互感器ta及二極管d1~d4;

5.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于，差值信號(hào)輸出單元（112），包括電阻r2~r6和運(yùn)算放大器u1；

6.如權(quán)利要求5所述的電源模塊，其特征在于，電阻r5上與第二電阻r2相交的一端，與隔離單元（114）中的光電耦合器u2的第3腳相連接。

7.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于，控制信號(hào)輸出單元（113），包括：電阻r8~r11和pwm控制器u3；

8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，隔離單元（114），包括光電耦合器u2和第七電阻r7；

9.一種電源系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的電源模塊；

10.如權(quán)利要求9所述的電源系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)電源模塊中的隔離單元（114），分別與均流母線bus+相連接；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種電源模塊及電源系統(tǒng)，所述電源模塊包括：供電單元以及均流裝置；均流裝置，包括采樣信號(hào)輸出單元、差值信號(hào)輸出單元、控制信號(hào)輸出單元以及隔離單元；采樣信號(hào)輸出單元，與供電單元相連接；隔離單元，與均流母線BUS+相連；差值信號(hào)輸出單元，與采樣信號(hào)輸出單元和隔離單元的輸出端相連接；控制信號(hào)輸出單元，分別與差值信號(hào)輸出單元和供電單元的輸出端相連接；供電單元，與控制信號(hào)輸出單元相連接。本技術(shù)公開的電源模塊及電源系統(tǒng)，其通過無主從均流控制，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源模塊的均流，提高了電源系統(tǒng)的可拓展性，具有重大的實(shí)踐意義。

技術(shù)研發(fā)人員：吳慶豐,鄭朝央,朱光輝,李同麗,房洛汀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：20240301
技術(shù)公布日：2025/1/2