一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法，包括多個(gè)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC?DC變換器、輔助電源、電壓檢測(cè)單元、定時(shí)單元、邏輯與計(jì)算單元及光耦；電壓檢測(cè)單元檢測(cè)輸出電壓，將采樣值與預(yù)先設(shè)定的欠壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果低于欠壓基準(zhǔn)值，則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出低電平到邏輯與計(jì)算單元，邏輯與計(jì)算單元將電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果與定時(shí)單元的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯計(jì)算輸出到光耦，運(yùn)算結(jié)果為高電平時(shí)，光耦關(guān)斷變換器及輔助電源進(jìn)行欠壓保護(hù)。
【專利說(shuō)明】
-種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠 壓保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在開關(guān)電源領(lǐng)域，對(duì)于許多工業(yè)設(shè)備，都有一個(gè)正常工作的電壓范圍。在高壓情況 下運(yùn)行容易燒毀設(shè)備，而在低壓情況下運(yùn)行則會(huì)影響使用壽命。從而需要設(shè)置過(guò)欠壓保護(hù) 電路，W保證工業(yè)設(shè)備正常運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，使電源停止工作。
[0003] 在許多高輸出電壓場(chǎng)合，如太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、超聲設(shè)備等，需要將較低 的輸入電壓變換成高電壓輸出。由于輸入電壓低，輸入電流較大使得輸入側(cè)功率器件的電 流應(yīng)力較大，而輸出側(cè)電壓高使得輸出側(cè)電壓器件承受較大的電壓應(yīng)力。多模塊輸入并聯(lián) 輸出串聯(lián)有效地解決了上述的問(wèn)題，它由多個(gè)模塊在輸入側(cè)并聯(lián)、輸出側(cè)串聯(lián)組合而成，可 W減小輸入側(cè)功率器件的電流應(yīng)力和輸出側(cè)器件的電壓應(yīng)力，同時(shí)可W降低單個(gè)模塊的輸 出功率，從而減小輸出電容的容量和體積。
[0004] 對(duì)于電源模塊而言，在內(nèi)部一般有設(shè)置有過(guò)壓保護(hù)功能，但沒(méi)有設(shè)置欠壓保護(hù)功 能。當(dāng)多個(gè)電源模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)時(shí)，有可能存在一些電源模塊出現(xiàn)故障沒(méi)有參與工 作，使輸出的電壓等級(jí)不能滿足負(fù)載的正常工作，因此有必要在外部設(shè)置一個(gè)欠壓保護(hù)電 路。
[0005] 基于W上所述，如何在電源模塊外部設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的欠壓保護(hù)電路，是負(fù)載 安全穩(wěn)定工作的關(guān)鍵之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出 串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法。
[0007] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[000引一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法，包括多個(gè)輸入并聯(lián)輸出 串聯(lián)的DC-DC變換器、輔助電源、電壓檢測(cè)單元、定時(shí)單元、邏輯與計(jì)算單元及光禪；
[0009] 輸入電壓經(jīng)過(guò)多個(gè)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC變換器變換為滿足負(fù)載電壓等級(jí)要 求的輸出穩(wěn)定直流電壓，穩(wěn)定直流電壓分別輸入到輔助電源及電壓檢測(cè)單元，經(jīng)過(guò)輔助電 源的直流電壓用于IC忍片或單片機(jī)的供電；
[0010] 同時(shí)電壓檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)穩(wěn)定直流電壓，電壓檢測(cè)單元將采樣值與預(yù)先設(shè)定的 欠壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果低于欠壓基準(zhǔn)值，則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出低 電平到邏輯與計(jì)算單元；
[0011] 定時(shí)單元設(shè)定延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間到則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出 低電平；
[0012] 邏輯與計(jì)算單元將電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果與定時(shí)單元的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯計(jì) 算，得到運(yùn)算結(jié)果輸出到光禪，光禪根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)輔助電源及DC-DC變換器進(jìn)行控制。
[0013] 所述光禪根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)輔助電源及DC-DC變換器進(jìn)行控制，具體為:如果邏輯與 計(jì)算單元輸出高電平，則光禪控制DC-DC變換器及輔助電源關(guān)斷。
[0014] 所述定時(shí)單元在電路啟動(dòng)時(shí)，開始定時(shí)，輸出低電平，使電壓檢測(cè)單元輸出結(jié)果無(wú) 效;當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，輸出高電平，使電壓檢測(cè)單元輸出結(jié)果有效。
[0015] 所述電壓檢測(cè)單元包括電壓采樣電路，所述電壓采樣電路由第一電阻及第二電阻 串聯(lián)構(gòu)成。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] (1)本發(fā)明能有效地實(shí)現(xiàn)多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的欠壓保護(hù)，一旦有模塊出現(xiàn) 輸出故障，將關(guān)斷所有模塊，從而可W保護(hù)好供電設(shè)備。
[0018] (2)本發(fā)明設(shè)置定時(shí)單元，可W有效避免啟動(dòng)過(guò)程中線路的誤動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。
[0022] 實(shí)施例
[0023] 如圖1-圖2所示，一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法，包括多 個(gè)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC變換器、輔助電源、電壓檢測(cè)單元、定時(shí)單元、邏輯與計(jì)算單元 及光禪；
[0024] 輸入電壓經(jīng)過(guò)多個(gè)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC變換器變換為滿足負(fù)載電壓等級(jí)要 求的輸出穩(wěn)定直流電壓，穩(wěn)定直流電壓分別輸入到輔助電源及電壓檢測(cè)單元，經(jīng)過(guò)輔助電 源的直流電壓用于IC忍片或單片機(jī)的供電；
[0025] 同時(shí)電壓檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)穩(wěn)定直流電壓，電壓檢測(cè)單元將采樣值與預(yù)先設(shè)定的 欠壓基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果低于欠壓基準(zhǔn)值，則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出低 電平到邏輯與計(jì)算單元；
[0026] 定時(shí)單元設(shè)定延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間到則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出 低電平；
[0027] 邏輯與計(jì)算單元將電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果與定時(shí)單元的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯計(jì) 算，得到運(yùn)算結(jié)果輸出到光禪，光禪根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)輔助電源及DC-DC變換器進(jìn)行控制，如 果運(yùn)算結(jié)果為高電平，則光禪關(guān)斷DC-DC變換器及輔助電源，時(shí)單片機(jī)或其他IC忍片停止工 作。
[0028] 本實(shí)施例中輸入電壓由實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)成可調(diào)直流電源提供，主要多個(gè)輸入并聯(lián)輸出串 聯(lián)的DC-D對(duì)莫塊供電；
[0029] 本實(shí)施例中是兩個(gè)DC-DC變換器將輸入電壓變換為滿足負(fù)載工作要求的電壓等 級(jí)，兩個(gè)模塊輸出串聯(lián)，則輸出為單個(gè)模塊輸出電壓的2倍。
[0030] 所述輔助電源將輸出電壓變換為單片機(jī)和其他IC的工作電壓(如5V)。
[0031] 所述電壓檢測(cè)單元包括電壓采樣電路，所述電壓采樣電路由第一電阻及第二電阻 串聯(lián)構(gòu)成，按照一定比例采樣，本實(shí)施例的采樣比例呆
[0032] 本發(fā)明的定時(shí)單元為防止啟動(dòng)過(guò)程中欠壓保護(hù)電路的誤動(dòng)作，在啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)出 低電平，使電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果無(wú)效。當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間后，定時(shí)單元發(fā)出一個(gè)高電平， 使電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果有效。
[0033] 本發(fā)明的光禪起到原副邊隔離的作用。另外，所述光禪將控制電源模塊的開啟和 關(guān)斷。當(dāng)模塊都正常工作時(shí)，光禪副邊的=極管集電極為高電平；當(dāng)有模塊沒(méi)有參與工作 時(shí)，光禪副邊的=極管集電極為低電平，將關(guān)斷所有模塊。
[0034] 綜上所述，本發(fā)明的原理是：當(dāng)有電源模塊沒(méi)參與工作時(shí)，輸出電壓就只有正常輸 出的一半，此時(shí)將實(shí)行欠壓保護(hù)。即此時(shí)采樣輸出電壓低于欠壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較，輸出一個(gè)高 電平，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后，將觸發(fā)光禪導(dǎo)通，從而關(guān)斷DC-DC模塊，同時(shí)將關(guān)斷輔助電源，使單 片機(jī)停止工作，達(dá)到欠壓保護(hù)的目的
[0035] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于多模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)的欠壓保護(hù)方法，其特征在于，包括多個(gè)輸 入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC變換器、輔助電源、電壓檢測(cè)單元、定時(shí)單元、邏輯與計(jì)算單元及光 親； 輸入電壓經(jīng)過(guò)多個(gè)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC變換器變換為滿足負(fù)載電壓等級(jí)要求的 輸出穩(wěn)定直流電壓，穩(wěn)定直流電壓分別輸入到輔助電源及電壓檢測(cè)單元，經(jīng)過(guò)輔助電源的 直流電壓用于1C芯片或單片機(jī)的供電； 同時(shí)電壓檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)穩(wěn)定直流電壓，電壓檢測(cè)單元將采樣值與預(yù)先設(shè)定的欠壓 基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果低于欠壓基準(zhǔn)值，則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出低電平 到邏輯與計(jì)算單元； 定時(shí)單元設(shè)定延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間到則輸出高電平到邏輯與計(jì)算單元，否則輸出低電 平； 邏輯與計(jì)算單元將電壓檢測(cè)單元的輸出結(jié)果與定時(shí)單元的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯計(jì)算，得 到運(yùn)算結(jié)果輸出到光耦，光耦根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)輔助電源及DC-DC變換器進(jìn)行控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠壓保護(hù)方法，其特征在于，所述光耦根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)輔助電 源及DC-DC變換器進(jìn)行控制，具體為:如果邏輯與計(jì)算單元輸出高電平，則光耦控制DC-DC變 換器及輔助電源關(guān)斷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠壓保護(hù)方法，其特征在于，所述定時(shí)單元在電路啟動(dòng)時(shí)，開 始定時(shí)，輸出低電平，使電壓檢測(cè)單元輸出結(jié)果無(wú)效；當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，輸出高電平，使電壓檢 測(cè)單元輸出結(jié)果有效。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠壓保護(hù)方法，其特征在于，所述電壓檢測(cè)單元包括電壓采樣 電路，所述電壓采樣電路由第一電阻及第二電阻串聯(lián)構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02H7/12GK106099862SQ201610451355
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】馮穎, 鄭佳泰, 楊濤, 杜娟
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)