一种均流控制系统、方法、多电源供电系统及集成电路与流程

1.本发明涉及系统电源管理领域，特别涉及一种均流控制系统、方法、多电源供电系统及集成电路。


背景技术：

2.随着服务器部件的不断发展，各部件要求供电电源电压幅值越来越小，电流越来越大。同时，服务器等复杂设备对电源系统的持续供电、可靠性、安全性以及功耗的要求越来越高。而单台电源供电无法保证安全性和可靠性，因此供电电源的并联冗余方案应运而生。
3.并联冗余方案中，多个供电电源并联，同时向同一负载输出电流，为了避免过载或电流不均的情况出现，并联的供电电源通过均流控制，以确保负载功率均匀输出，从而保证供电的可靠性。
4.常见的均流控制方法包括无源均流法和有源均流法，其中无源均流法通过串联电阻实现电流负反馈调整，这种方法无法应用在要求电压波动小的负载中，且串联电阻的功耗会影响供电效率；有源均流发包括主从均流法和自动均流法，主从均流法受限于主模块，若主模块失效，则整个并联供电系统失效，可靠性不够；自动均流法的可靠性依赖于额外增加的开关、故障识别电路、判断电路以及开关切换电路，设计复杂，成本较高。
5.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种均流效果好、电路结构简单、可靠性高的均流控制系统、方法、多电源供电系统及集成电路。其具体方案如下：
7.一种均流控制系统，包括多个均流模块，每个所述均流模块包括第一mos管、第二mos管、输出电感、动作mos管、电压采样电路和控制器，其中：
8.所述动作mos管的控制端、所述第一mos管的控制端和所述第二mos管的控制端均与所述控制器连接；
9.所述第一mos管的第一端与对应的供电电源连接，所述第一mos管的第二端与所述第二mos管的第一端、所述输出电感的第一端均连接，所述第二mos管的第二端接地，所述输出电感的第二端与所述动作mos管的第一端连接，所述动作mos管的第二端作为所述均流模块的电压输出端；
10.所述电压采样电路用于对所述动作mos管的第一端和第二端之间的电压进行电压采样并发送到所述控制器；
11.所述控制器用于判断所述电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开所述动作mos管。
12.优选的，所述控制器还用于：
13.根据所述电压和所述动作mos管的导通阻抗确定所述动作mos管的电流。
14.优选的，所述判断所述电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开所述动作mos管的过程包括：
15.判断所述电压和所述电流是否超出正常工作条件；
16.如果是，则断开所述动作mos管。
17.优选的，所述正常工作条件包括：
18.所述电压在预设电压范围内且所述电流在预设电流范围内；
19.其中，所述预设电流范围具体为根据所有所述均流模块的所述电流的平均值的最小百分比和最大百分比确定的电流范围。
20.优选的，所述控制器还用于：
21.获取其他所述均流模块的所述电流并计算平均值；
22.根据所述平均值，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号。
23.优选的，所述根据所述平均值，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的过程，包括：
24.根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号。
25.优选的，所述根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的过程，包括：
26.根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的脉冲宽度。
27.相应的，本技术还公开了一种均流控制方法，应用于如上文任一项所述均流控制系统的控制器，所述控制方法包括：
28.获取电压采样电路对动作mos管的第一端和第二端之间进行电压采样得到的电压；
29.判断所述电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开所述动作mos管。
30.相应的，本技术还公开了一种多电源供电系统，包括多个供电电源，如上文任一项所述均流控制系统。
31.相应的，本技术还公开了一种集成电路，包括如上文任一项所述均流控制系统。
32.本技术公开了一种均流控制系统，包括多个均流模块，每个所述均流模块包括第一mos管、第二mos管、输出电感、动作mos管、电压采样电路和控制器；所述电压采样电路用于对所述动作mos管的第一端和第二端之间的电压进行电压采样并发送到所述控制器；所述控制器用于判断所述电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开所述动作mos管。本技术通过动作mos管实现常规的电压采样，并在控制器判断该动作mos管的电压超出正常工作条件时断开，从而隔离非正常工作的供电电源与其他电路，保证其他正常工作的供电电源和负载电路不会受到影响，为多电源供电提供了有力的技术支持。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例中一种均流控制系统的结构分布图；
35.图2为本发明实施例中一种均流控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.常见的均流控制方法包括无源均流法和有源均流法，其中无源均流法通过串联电阻实现电流负反馈调整，这种方法无法应用在要求电压波动小的负载中，且串联电阻的功耗会影响供电效率；有源均流发包括主从均流法和自动均流法，主从均流法受限于主模块，若主模块失效，则整个并联供电系统失效，可靠性不够；自动均流法的可靠性依赖于额外增加的开关、故障识别电路、判断电路以及开关切换电路，设计复杂，成本较高。
38.本技术通过动作mos管实现常规的电压采样，并在控制器判断该动作mos管的电压超出正常工作条件时断开，从而隔离非正常工作的供电电源与其他电路，保证其他正常工作的供电电源和负载电路不会受到影响，为多电源供电提供了有力的技术支持。
39.本发明实施例公开了一种均流控制系统，参见图1所示，包括多个均流模块1，每个均流模块1包括第一mos管m1、第二mos管m2、输出电感l、动作mos管m
‑
v、电压采样电路11和控制器12，其中：
40.动作mos管m
‑
v的控制端、第一mos管m1的控制端和第二mos管m2的控制端均与控制器12连接；
41.第一mos管m1的第一端与对应的供电电源v
‑
in连接，第一mos管m1的第一端与第二mos管m2的第一端、输出电感l的第一端均连接，第二mos管m2的第二端接地，输出电感l的第二端与动作mos管m
‑
v的第一端连接，动作mos管m
‑
v的第二端作为均流模块1的电压输出端v
‑
out；
42.电压采样电路11用于对动作mos管m
‑
v的第一端和第二端之间的电压进行电压采样并发送到控制器12；
43.控制器12用于判断电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开动作mos管m
‑
v。
44.可以理解的是，本实施例中由于动作mos管m
‑
v导通时存在导通阻抗rdson可以代替原本的串接电阻，因此能够采集到该动作mos管m
‑
v的电压并根据其判断整个均流模块1的工作状态。
45.具体的，控制器12还用于：
46.根据电压和动作mos管m
‑
v的导通阻抗rdson确定动作mos管m
‑
v的电流。
47.进一步的，控制器12执行判断电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开动作mos管m
‑
v的过程包括：
48.判断电压和电流是否超出正常工作条件；
49.如果是，则断开动作mos管m
‑
v。
50.其中，正常工作条件包括：
51.电压在预设电压范围内且电流在预设电流范围内；
52.其中，预设电流范围具体为根据所有均流模块1的电流的平均值的最小百分比和最大百分比确定的电流范围。
53.具体的，超出正常工作条件的工作状态包括过压状态和欠压状态，例如，假设电压的预设电压范围为[80％*v0，120％*v0]，电流的预设电流范围为[50％*i0，130％*i0]，此时过压状态为电压和电流均向上超出其相应范围的最大值，欠压状态为均向下超出其范围的最小值。
[0054]
可以理解的是，一旦超出正常工作条件，则断开动作mos管m
‑
v，也即断开该均流模块1的输出，避免输出电感l对与电压输出端v
‑
out连接的后端负载的继续供电，实现电压输出端v
‑
out快速掉电，同时隔离该均流模块1，避免影响其他均流模块1和后端负载的正常工作。
[0055]
在一些具体的实施例中，控制器12还用于：
[0056]
获取其他均流模块1的电流并计算平均值；
[0057]
根据平均值，调整第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号。
[0058]
进一步的，控制器12执行根据平均值，调整第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号的过程，包括：
[0059]
根据平均值与本地均流模块1的电流的大小关系，调整第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号。
[0060]
具体的，根据平均值与本地均流模块1的电流的大小关系，调整第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号的脉冲宽度。
[0061]
可以理解的是，控制器12对第一mos管m1、第二mos管m2、动作mos管m
‑
v的控制均通过脉冲信号实现，脉冲信号由pwm发生器产生。控制器12通过比较器不断比较平均值和采样的电流，如果采样的电流大于比较值，则减小第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号的脉冲宽度，使输出电流减小；如果采样的电流小于比较值，则增大第一mos管m1和/或第二mos管m2的控制信号的脉冲宽度，使输出电流增大。最终实现所有均流模块1的动态均流。
[0062]
相应的，本技术实施例还公开了一种均流控制方法，应用于如上文任一项所述均流控制系统的控制器，参见图2所示，所述控制方法包括：
[0063]
s1：获取电压采样电路对动作mos管的第一端和第二端之间进行电压采样得到的电压；
[0064]
s2：判断电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开动作mos管。
[0065]
本技术通过动作mos管实现常规的电压采样，并在控制器判断该动作mos管的电压超出正常工作条件时断开，从而隔离非正常工作的供电电源与其他电路，保证其他正常工作的供电电源和负载电路不会受到影响，为多电源供电提供了有力的技术支持。
[0066]
在一些具体的实施例中，所述控制方法还包括：
[0067]
根据所述电压和所述动作mos管的导通阻抗确定所述动作mos管的电流。
[0068]
在一些具体的实施例中，所述判断所述电压是否超出正常工作条件，以确定是否断开所述动作mos管的过程具体包括：
[0069]
判断所述电压和所述电流是否超出正常工作条件；
[0070]
如果是，则断开所述动作mos管。
[0071]
在一些具体的实施例中，所述正常工作条件包括：
[0072]
所述电压在预设电压范围内且所述电流在预设电流范围内；
[0073]
其中，所述预设电流范围具体为根据所有所述均流模块的所述电流的平均值的最小百分比和最大百分比确定的电流范围。
[0074]
在一些具体的实施例中，所述控制方法还包括：
[0075]
获取其他所述均流模块的所述电流并计算平均值；
[0076]
根据所述平均值，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号。
[0077]
在一些具体的实施例中，所述根据所述平均值，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的过程，具体包括：
[0078]
根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号。
[0079]
在一些具体的实施例中，所述根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的过程，具体包括：
[0080]
根据所述平均值与本地所述均流模块的所述电流的大小关系，调整所述第一mos管和/或所述第二mos管的控制信号的脉冲宽度。
[0081]
相应的，本技术实施例还公开了一种多电源供电系统，包括多个供电电源，如上文任一实施例所述均流控制系统。
[0082]
相应的，本技术实施例还公开了一种集成电路，包括如上文任一实施例所述均流控制系统。
[0083]
可以理解的是，本实施例中所述均流控制系统的具体细节，可以参照上文实施例中的相关内容，此处不再赘述。
[0084]
其中，本实施例中多电源供电系统和集成电路具有与上文实施例中所述均流控制系统相同的技术效果，此处不再赘述。
[0085]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0086]
以上对本发明所提供的一种均流控制系统、方法、多电源供电系统及集成电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。