通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法

摘要

一种通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，将所述各模块分开为电源模块I组和电源模块II组，将所述电源模块I、II两组各组内模块的直流电力输出端互相并联，再将所述电源模块I、II组两组的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组分别设置各自的均流信号线，该两均流信号线均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各电源模块之间电力电路不相连接。设置两均流信号线之间的耦合电路，用以按照给定的规律分配I、II两组电源模块的负载，即在正常运行时，电源模块II组始终只承担不大于设定值的小部分负载，其余的大部分负载都由电源模块I组承担。本发明的有益效果是：能控制其中一组按需求大小输出负载电流，控制方法简单可靠、容易实施，而且对电源模块的内部均流控制电路不需要作调整；由于不需要对电源模块的内部均流控制电路作任何调整，因此，在设计或制造有均衡负载输出比例要求、或是分组电源输出负载电流大小可控的电源系统时，可直接对现有的电源模块来组系统，易于实施。

权利要求

1.一种通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，包括步骤：

A.将所述各模块分开为电源模块I组(100)和电源模块II组(200)，以其中的模块(101，102，...，10n)和模块(201、202，...，20m)的直流电力输出端分别互相并联，再将所述电源模块I、II组两组(100，200)的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组(100，200)分别设置各自的均流信号线(110，210)，该两均流信号线(110，210)均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各电源模块之间电力电路不相连接；

B.设置两均流信号线(110，210)之间的耦合电路(300)，用以按照给定的规律分配I、II两组电源模块(100，200)的负载，即在正常运行时，电源模块II组(200)始终只承担不大于设定值的小部分负载，其余的大部分负载都由电源模块I组(100)承担；

C.所有各电源模块(101，...，10n，201，...，20m)都设置有自己的输出电流、电压反馈环节，以及输出电压、电流调整执行机构，从而令所述各电源模块输出电流受各自均流信号线(110，210)对地电位的控制；

D.所述电源模块I组(100)的均流信号线(110)做常规应用，即对地悬空，从而该组内各模块(101，...，10n)输出电流受该组各模块均流信息号线(110)对地电位的调节，随着总负载加重而更加增大，其输出电压相应地略显调高；所述电源模块II组(200)的均流信号线(210)对地电位被钳制在某个设定的值，其输出电压仅有很小的范围的调整，当总负载加重时，该组内各模块(201、...，20m)输出电压基本不变，输出电源自然也增加很少，总负载之大部分都由电源模块I组(100)的各模块(101，...，10n)承担；

以上所述各步骤中引用的标号，其中n和m均为正的自然数。

2.按照权利要求1所述的通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，其特征在于：

在实施所述步骤B时，所述耦合电路(300)通过二极管D2和D3连接模块I组的均流信号线(110)和模块II组的均流信号线(210)，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线(210)，从而使均流信号线(110)电位可以自由上升，而均流信号线(210)的电位则受到均流信号线(110)的钳制，同时，所述耦合电路(300)连接均流信号线(210)的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接均流信号线(210)，使之钳位在略高于地电位的值。

3.按照权利要求2所述的通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，其特征在于：

所述耦合电路(300)内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调均流信号线(210)的对地电位。

4.按照权利要求3所述的通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，其特征在于：

所述耦合电路(300)还通过电阻R1串联二极管D1，将均流信号线(110)和均流信号线(210)连接起来，所述二极管D1的阴极连接均流信号线(210)，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证均流信号线(110)的电位可以自由上升并永远高于均流信号线(210)的对地电位。

5.按照权利要求1所述的通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，其特征在于：

所述各电源模块(101，...，10n，201，...，20m)是开关电源装置，所述输出电压、电流调整执行机构是脉冲宽度调制PWM电路。

6.按照权利要求1所述的通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，其特征在于：

所述电源模块I组(100)的各模块(101，...，10n)，都有交流输入电压和整流、滤波电路。

7.一种设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统，有着普通通信电源系统的基本结构，其特征在于：

所述系统中的电源模块各分为电源模块I组(100)和电源模块II组(200)，以其中的模块(101，102，...，10n)和模块(201、202，...，20m)的直流电力输出端分别互相并联，再将所述电源模块I、II组两组(100，200)的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组(100，200)分别设置各自的均流信号线(110，210)，该两均流信号线(110，210)均只连接各该同一组各模块电压或电流反馈控制电路，而与所述各源模块之间电力电路不相连接；所述的n和m均为正的自然数；在两均流信号线(110，210)之间设置有耦合电路(300)，所述耦合电路(300)通过二极管D2和D3连接模块I组的均流信号线(110)和模块II组的均流信号线(210)，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线(210)，从而使均流信号线(110)电位可以自由上升，而均流信号线(210)的电位则受到均流信号线(110)的钳制，同时，所述耦合电路(300)连接均流信号线(210)的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接均流信号线(210)，使之钳位在略高于地电位的值。

8.按照权利要求8所述的设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统，其特征在于：

所述耦合电路(300)内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调均流信号线(210)的对地电位。

9.按照权利9要求所述的设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统，其特征在于：

所述耦合电路(300)还通过电阻R1串联二极管D1，将均流信号线(110)和均流信号线(210)连接起来，所述二极管D1的阴极连接均流信号线(210)，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证均流信号线(110)的电位可以自由上升并永远高于均流信号线(210)的对地电位。

说明书

通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法

[0001] 技术领域 本发明涉及供配电或配电的电路或装置，尤其涉及通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法以及采用该方法的智能均衡负载通信电源系统。

[0002] 背景技术 通讯电源系统中的并联均流方案，目前的普遍办法是各个电源模块均分负载，但在某些领域，如电力通信应用中，有一部分电源模块的输入是交流，即交流220V或380V，有一部分电源模块的输入是直流，即直流110V或220V，电力通信设备的供电一般采用交流输入电源模块和直流输入电源模块并联使用的方式，所述模块的输出负载电流比例有两种情况：

[0003] 一、交流输入和直流输入均正常时，交流输入电源模块输出全部的负载电流，直流输入电源模块处于空载状态，即不输出负载电流，当交流输入停电时，全部的负载电流才切换到直流输入电源模块输出。

[0004] 二、交流输入和直流输入均正常时，交流输入电源模块和直流输入电源模块均分负载电流，即各分担50％的负载电流，当交流输入停电时，全部的负载电流才切换到直流输入电源模块输出。

[0005] 但这两种输出负载电流方式都是不够理想的，如上所述，直流输入电源模块的输出负载电流大小有两种情况：

[0006] (1)空载时，即零输出，所述直流输入电源模块是一种能量转换设备，内部有许多储能元件用来作能量的存储、转换，当某个磁性元件出现饱和状态，即失去磁性特性或某个支撑电容的容量大大下降时，有可能出现电源模块空载正常，带载故障的情况，势必存在故障隐患，在实际应用中，确实发现现有技术的电源的确存在此类故障。

[0007] (2)和交流输入电源模块平均负载电流时，处于重载状态，假设通信设备需要60安培的电流时，那么交流输入电源模块占30安培，直流输入电源模块也占30安培，直流输入电源模块的输出电流大，那么该直流输入电源模块的输入电流也大，也就是DC110V或220V的直流电源供电系统，其输出电流也大，对该DC110V或220V直流电源供电系统的稳定性是有影响的，因此，在市电正常的状态下，使用者一般不希望采用这种输出方案。

[0008] 我们知道，在开关电源并联供电系统中，为了均衡各电源模块的输出电流，常采取均流措施。均流方法很多，目前常用的、效果比较好的方法有两种：平均电流法和最大电流法。

[0009] (一)平均电流法

[0010] 如图5所示，在每个并联的开关电源模块的电流放大器输出端分别通过一个电阻R，接到一条公用母线上，这条母线称为均流母线或均流信号线。图中电流放大器的输出电压UIK与该开关电源模块的输出电流IK成正比。PWM是脉宽调制及驱动电路；A1是一个电压误差放大器；A2是调整放大器，电流放大器的输出电压UIK与均流信号线电压Ub作为A2的差动输入。

[0011] 这种方法的本质，是调整电源外特性。即通过该电源模块输出电流反馈信号来适当调整电源模块输出电压，从而调整了其输出电流，使各并联模块输出电流等于总电流的平均值，进一步地到达到比较精确地均流。

[0012] 在图5中，参考电压Ur和反馈电压Uf为电压放大器的输入，U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，电压放大器A1的输出电压Ue控制PWM和驱动器电路。UIK是电流放大器的输出电压信号，它与相应模块的输出电流IK成正比，Ub为均流信号线上的电压，UIK与Ub是调整放大器A2的输入信号，A2输出一个均流控制电压Uc。

[0013] 由电路理论可知，均流信号线可以看成是一个广义节点。根据基尔霍夫定律可知，流入信号线的总电流代数和为零。于是可得出如下方程式：

[0014]

[0015] 即：

[0016]

[0017] 式中：Ub-均流母线电压

[0018] R-各并联开关电源模块连接到均流母线上的电阻

[0019] UIK-各模块电流放大器的输出电压(K＝1，2，......N)

[0020] 此式表明均流信号线电压Ub是各并联电源模块对应的电流放大器输出电压UI1、UI2、UI3......UIN的平均值，它反映的是各模块输出电流的平均值。

[0021] UIK与Ub之差正是各模块均流误差，通过调整放大器A2的调整放大，输出一个调整控制电压Uc。一般情况下，Ub可能大于UIK也可能小于UIK。当Ub＝UIK时，即Ub-UIK＝0，则Uc＝0，系统各电源模块输出电流处于均衡状态。若Ub≠UIK，则Uc≠0，表明电流分配不均匀。此控制电压与参考电压相加后，作为电压放大器A1的输入信号，使放大器A1输出误差电压信号Ue，控制脉冲宽度调制器PWM，从而达到均流的目的。

[0022] 参考图6-1，当均流信号线对地短路时，由图5得知，放大器A2的输出Uc只与电流反馈有关，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，此时模块的输出电压取决于参考电压Ur和电流反馈，不受均流信号线的影响，即出厂设定电压，当多个模块并联时，各个模块的输出电压固定，即使系统的负载电流增加，它们的输出电压也不会再被均流信号线调节，每个模块的输出均流程度取决于各自输出电压的一致性，即输出电压高，输出电流就大，输出电压低，输出电流就小。

[0023] 参考图6-2，当均流信号线对地被钳位在某一小电压时，如均流信号线对地接个肖特基二极管，那么，当负载输出增大，均流信号线电压上升，升至二极管的管压降0.4V时，就被钳位为0.4V了，此时，类似于短路的情况，由图1得知，由于均流信号线电压固定，那么放大器A2的输出Uc固定，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，此时模块的输出电压不再受均流信号线的影响，即53.5V加上一个由于0.4V的均流信号线电压而产生的微调输出电压，当多个模块并联时，各个模块的输出电压固定，即使系统的负载电流增加，它们的输出电压也不会再被均流信号线调节，此时，每个模块的输出均流程度同样取决于各自输出电压的一致性，即输出电压高，输出电流就大，输出电压低，输出电流就小。

[0024] 参考图6-3，当均流信号线对地悬空，即按常规应用。随着输出负载的增大，均流信号线电压上升，由图1得知，那么放大器A2的输出Uc也上升，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，当多个模块并联时，随着系统的负载电流的增加，输出电流小的模块由于电流反馈弱，其输出电压就会有所拉升，输出电流大的模块就会下调输出电压，即向电流的平均值调节靠拢。总的来讲，当均流信号线正常应用时，模块的输出电压是可以受均流信号线调节而上升的。

[0025] (二)最大电流法

[0026] 最大电流法又称民主均流法或自动均流法，如图7所示，将平均电流法原理图中的电阻R换成二极管D，就是最大电流法的工作原理，即在每个并联的开关电源模块的电流放大器输出端分别通过二极管D，接到一条公用母线上，这条母线称为均流信号线。图中电流放大器的输出电压UIK与该开关电源模块的输出电流IK成正比。PWM是脉宽调制及驱动电路；A1是一个电压放大器；A2是调整放大器，电流放大器的输出电压UIK与母线电压Ub作为A2的输入。

[0027] 这种方法的本质，也是调整电源外特性。即通过该电源模块输出电流反馈信号来适当调整电源模块输出电压，从而调整了其输出电流。因为二极管的单向性，只有电流最大的模块才能与均流信号线相连，该模块即为主模块，其余为从模块，主模块的电流采样电压UIK经二极管后，成为母线电压。从模块的电流采样电压UIK和母线电压经放大器A2后，输出Uc也上升，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，U′r也上升，进而调节从模块的输出电压上升至接近主模块，达到均流目的。这种方法的特点是：

[0028] (1)这种均流方法一次只有一个单元参与调节工作，主模块永远存在且是随机的；

[0029] (2)从模块的输出电压调节方向总是上调的；

[0030] (3)二极管总存在正向压降，因此主模块的均流会有误差，即主模块的输出电流比其他模块大一些，从模块的均流效果则较好。

[0031] 图7中，UIK与Ub之差正是各模块均流误差，通过调整放大器A2的调整放大，输出一个调整控制电压Uc。由于二极管的单向性，从模块永远都是跟随主模块，即从模块的电压调节总是上调。同平均电流法一样，为了提高系统的稳定性，通过均流信号线来调节的模块输出电压范围只是个一个小范围，如输出48V的通信电源，出厂时电压设定为53.5V，那么，通过均流信号线来调整的输出电压只有±0.5V，即接上均流信号线后，输出电压的变化范围是：53.5±0.5V。

[0032] 如图6所示，均流信号线的三种接法是：(1)接地；(2)对地接二极管；(3)对地悬空，即常规应用。

[0033] (1)这个分析过程和平均电流法相同的。当均流对地短路时，由图5得知，若不计电压反馈影响时，放大器A2的输出Uc＝0，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，此时模块的输出电压取决于参考电压Ur，不受均流信号线的影响，即出厂设定电压，当多个模块并联时，各个模块的输出电压固定，即使系统的负载电流增加，它们的输出电压也不会再被均流信号线调节，每个模块的输出均流程度取决于各自输出电压的一致性，即输出电压高，输出电流就大，输出电压低，输出电流就小。

[0034] (2)这个分析过程和平均电流法也是相同的。当均流信号线对地被钳位在某一小电压时，如均流信号线对地接个肖特基二极管，那么，当负载输出增大，均流信号线电压上升，升至二极管的管压降0.4V时，就被钳位为0.4V了，此时，类似于短路的情况，由图7得知，由于均流信号线电压固定，那么放大器A2的输出Uc固定，放大器A1的输入U′r是参考电压Ur和均流控制电压Uc之和，因此，此时模块的输出电压不再受均流信号线的影响，即53.5V加上一个由于0.4V的均流信号线电压而产生的微调输出电压，当多个模块并联时，各个模块的输出电压固定，即使系统的负载电流增加，它们的输出电压也不会再被均流信号线调节，此时，每个模块的输出均流程度同样取决于各自输出电压的一致性，即输出电压高，输出电流就大，输出电压低，输出电流就小。(3)当均流信号线对地悬空，即按常规应用，随着输出负载的增大，均流信号线电压上升。由图7得知，由于二极管的单向性，主模块的二极管导通，各从模块电压上调至接近主模块。总的来讲，当均流信号线正常应用时，模块的输出电压是可以受均流信号线调节而上升的。

[0035] 发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种智能均衡负载电源的方法和系统，解决现有技术通信电源直流长期处于空载或重载的问题，能有效控制直流模块处于轻载输出的状态，这样既能保护DC110V或220V直流电源系统，又能使直流模块处于有效的输出状态，便于模块的运行状态监测。

[0036] 本发明为解决所述技术问题是通过采用以下技术方案来实现，提出一种通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法，包括步骤：

[0037] A.将所述各模块分开为电源模块I组和电源模块II组，以其中各模块的直流电力输出分别互相并联，再将所述电源模块I、II组两组的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组分别设置各自的均流信号线，该两均流信号线均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各源模块之间电力电路不相连接。

[0038] B.设置两均流信号线之间的耦合电路，用以按照给定的规律分配I、II两组电源模块的负载，即在正常运行时，电源模块II组始终只承担不大于设定值的小部分负载，其余的大部分负载都由电源模块I组承担。

[0039] C.所有各电源模块都设置有自己的输出电流、电压反馈环节，以及输出电压、电流调整执行机构，从而令所述各电源模块输出电流受各自均流信号线对地电位的控制。

[0040] D.所述电源模块I组的均流信号线做常规应用，即对地悬空，从而该组内各模块输出电流受该组各模块均流信息号线对地电位的调节，随着总负载加重而更加增大，其输出电压相应地略显调高；所述电源模块II组的均流信号线对地电位被钳制在某个设定的值，其输出电压仅有很小的范围的调整，当总负载加重时，该组内各模块输出电压基本不变，输出电源自然也增加很少，总负载之大部分都由电源模块I组的各模块承担。

[0041] 以上所述各步骤中引用的标号，其中n和m均为正的自然数。

[0042] 在实施所述步骤B时，所述耦合电路通过二极管D2和/或D3连接模块I组的均流信号线和模块II组的均流信号线，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线，从而使模块I组的均流信号线电位可以自由上升，而模块II组的均流信号线的电位则受到模块I组的均流信号线的钳制，同时，所述耦合电路连接模块II组的均流信号线的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接模块II组的均流信号线，使之钳位在略高于地电位的值。

[0043] 所述耦合电路内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调均模块II组的流信号线的对地电位。

[0044] 所述耦合电路还通电阻R1串联二极管D1，将两均流信号线连接起来，所述二极管D1的阴极连接模块II组的均流信号线，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证模块I组的均流信号线的电位可以自由上升并永远高于模块II组均流信号线的对地电位。

[0045] 所述各电源模块是开关电源装置，所述输出电压、电流调整执行机构是脉冲宽度调制PWM电路。

[0046] 所述电源模块I组(100)的各模块，都有交流输入电压和整流、滤波电路。

[0047] 本发明为解决所述技术问题是还提供了一种设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统，所该电源系统有着普通通信电源系统的基本结构，尤其是：所述系统中的电源模块各分为电源模块I组和电源模块II组，各组中的各模块的直流电力输出端各自互相并联，再将所述电源模块I、II组两组的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组分别设置各自的均流信号线，该两均流信号线均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各源模块之间电力电路不相连接；所述n和m均为正的自然数。

[0048] 在两均流信号线之间设置有耦合电路，所述耦合电路通过二极管D2和/或D3连接模块I组的均流信号线和模块II组的均流信号线，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线，从而使模块I组的均流信号线电位可以自由上升，而模块II组的均流信号线的电位则受到模块I组的均流信号线的钳制，同时，所述耦合电路连接模块II组的均流信号线的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接模块II组的均流信号线，使之钳位在略高于地电位的值。

[0049] 所述耦合电路内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调模块II组的均流信号线的对地电位。

[0050] 所述耦合电路还通电阻R1串联二极管D1，将模块I组的均流信号线和模块II组的均流信号线连接起来，所述二极管D1的阴极连接模块II组的均流信号线，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证模块I组的均流信号线的电位可以自由上升并永远高于模块II组的均流信号线的对地电位。

[0051] 本发明的有益效果是：只需将源电源模块分组，能控制其中一组按需求大小输出负载电流，控制方法简单可靠、容易实施，而且对电源模块的内部均流控制电路不需要作调整；应用本发明方案，由于不需要对电源模块的内部均流控制电路作任何调整，因此，在设计或制造有均衡负载输出比例要求、或是分组电源输出负载电流大小可控的电源系统时，可直接对现有的电源模块来组系统，易于实施。

[0052] 附图说明 图1是本发明通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法之优选实施例电路原理示意图；

[0053] 图2是本发明设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统之优选实施例结构示意图；

[0054] 图3是所述优选实施例的智能均衡负载电源系统，交流输入电源模块组和直流输入电源模与负载间的曲线图；

[0055] 图4是所述优选实施例的均衡负载控制过程的示意图。

[0056] 图5是现有技术平均电流法的电路原理示意图；

[0057] 图6是现有技术均流信号线的接法：图6-1接地、图6-2对地接二极管、图6-3对地悬空，即常规应用；

[0058] 图7是现有技术最大电流法电路原理示意图。

[0059] 具体实施方式 下面，结合附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。

[0060] 参考图1至图2，本发明通信电源系统内各模块间智能均衡负载的方法的优选实施例是，实施如下步骤：

[0061] A.将所各模块分开为电源模块I组100和电源模块II组200，以其中的模块101，102，...，10n和模块201、202，...，20m分别互相并联，再将所述电源模块I、II组两组100，
200的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组100，200分别设置各自的均流信号线110，210，该两均流信号线110，210均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各源模块之间电力电路不相连接。

[0062] B.设置两均流信号线110，210之间的耦合电路300，用以按照给定的规律分配I、II两组电源模块100，200的负载，即在正常运行时，电源模块II组200始终只承担不大于设定值的小部分负载，其余的大部分负载都由电源模块I组100承担。

[0063] C.所有各电源模块101，...，10n，201，...，20m都设置有自己的输出电流、电压反馈环节，以及输出电压、电流调整执行机构，从而令所述各电源模块输出电流受各自均流信号线110，210对地电位的控制。

[0064] D.所述电源模块I组100的均流信号线110做常规应用，即对地悬空，从而该组内各模块101，...，10n输出电流受该组各模块均流信息号线110对地电位的调节，随着总负载加重而更加增大，其输出电压相应地略显调高；所述电源模块II组200的均流信号线210对地电位被钳制在某个设定的值，其输出电压仅有很小的范围的调整，当总负载加重时，该组内各模块201、...，20m输出电压基本不变，输出电源自然也增加很少，总负载之大部分都由电源模块I组100的各模块101，...，10n承担。

[0065] 以上所述各步骤中引用的标号，其中n和m均为正的自然数。

[0066] 在实施所述步骤B时，所述耦合电路300通过二极管D2和/或D3连接模块I组的均流信号线110和模块II组的均流信号线210，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线210，从而使均流信号线110电位可以自由上升，而均流信号线210的电位则受到均流信号线110的钳制，同时，所述耦合电路300连接均流信号线210的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接均流信号线210，使之钳位在略高于地电位的值。

[0067] 所述耦合电路300内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调均流信号线210的对地电位。

[0068] 所述耦合电路300还通电阻R1串联二极管D1，将均流信号线110和均流信号线210连接起来，所述二极管D1的阴极连接均流信号线210，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证均流信号线110的电位可以自由上升并永远高于均流信号线210的对地电位。

[0069] 所述各电源模块101，...，10n，201，...，20m是开关电源装置，所述输出电压、电流调整执行机构是脉冲宽度调制PWM电路。

[0070] 所述电源模块I组100的各模块101，...，10n，都有交流输入电压和整流、滤波电路。

[0071] 本发明设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统之优选实施例是，设计或制造的该通信电源系统有着普通通信电源系统的基本结构，特别是，所述系统中的电源模块各分为电源模块I组100和电源模块II组200，以其中的模块101，102，...，10n和模块201、202，...，20m分别互相并联，再将所述电源模块I、II组两组100，200的直流电力输出端互相并联后连接至负载，同时为所述电源模块I、II组两组100，200分别设置各自的均流信号线110、210，该两均流信号线110、210均只连接各该同一组各模块电流反馈控制电路，而与所述各源模块之间电力电路不相连接。其中所述的n和m均为正的自然数。

[0072] 在两均流信号线110，210之间设置有耦合电路300，所述耦合电路300通过二极管D2和/或D3连接模块I组的均流信号线110和模块II组的均流信号线210，所述两二极管顺序串联，并且阳极连接模块II组的均流信号线210，从而使均流信号线110电位可以自由上升，而均流信号线210的电位则受到均流信号线110的钳制，同时，所述耦合电路300连接均流信号线210的一端正向对地连接二极管D4，即将所述二极管D4的阳极连接均流信号线210，使之钳位在略高于地电位的值。

[0073] 所述耦合电路300内，在钳位二极管D4阴极和地之间还串联有可电阻VR3，用于微调均流信号线210的对地电位。

[0074] 所述耦合电路300还通电阻R1串联二极管D1，将均流信号线110和均流信号线210连接起来，所述二极管D1的阴极连接均流信号线210，并同时对地连接电阻R2，R1＞R2，D4-VR3支路故障断开时，R1-D1和R2也形成通路，保证均流信号线110的电位可以自由上升并永远高于均流信号线210的对地电位。

[0075] 参图2，图中耦合电路300，即是图1中的耦合电路300，交流输入电源模块组合为I组，直流输入电源模块组合II组，本实施例的系统工作过程如下：

[0076] (1)交流输入、直流输入正常时：

[0077] a)小负载时，两组输出负载电流相等，类似于直接并联，全部的模块处于均分负载状态，但轻载状态下，各模块间的均流效果较差，可能有些模块没电流输出，此时II组的均流信号线210电压小于或等于一个二极管的导通电压；

[0078] b)大负载时，I组输出大部分的负载电流，II组输出小部分的负载电流，I组的模块之间均分负载，II组的模块之间也均分负载，但其均流程度主要取决于模块各自的输出电压，因为其均流信号线210电压被钳位在某一定值，不是自由增长；随着负载的进一步增大，II组的输出负载电流只有少量的增加，多数增加的负载电流由I组提供，如总负载20A时，II组输出5A，I组输出15A；总负载赠大到30A时，II组输出5.5A，I组输出24.5A，如此类推。

[0079] (2)交流停电或I组的模块全部故障时，全部的负载电流无损切换至II组输出，II组的各个模块间均分负载电流，均流程度主要取决于模块各自的输出电压，因为其均流信号线210电压被钳位在某一定值，不是自由增长。如果在均流信号线210上的二极管D4上串联一个继电器的常开触点，使得交流正常时，触点吸合，交流停电时断开，那么，停电后，二极管D4的钳位作用退出，均流信号线210电压得以自由增长，效果就和没接控制电路类似了。

[0080] (3)当两组都没有输出时，由蓄电池的放电来给负载设备供电。

[0081] (4)系统不接入蓄电池时，当市电停电后，由于直流输入不停电，对应的模块组合正常输出，保证了通信设备供电的连续性。

[0082] 参考图1，假设交流输入电源模块组为I组，直流输入电源模块组为II组，I组的均流信号电压为Va，II组的均流信号线电压为Vb，二极管D4为肖特基二极管，其管压降为0.4V，那么，本实施例所述系统的负载的均衡控制过程如图4所示，表中的电流参数值仅为举例，不是真实的测试数据。

[0083] 参考图4，采用本发明方法或系统后，实现两组电源模块的负载均衡控制，从该图可以看出：

[0084] 1)无控制时，两组电源模块的输出负载电流是相等的，即常规的直接并联；

[0085] 2)有均衡控制时，II组输出电流到一定值时，就不再增加了，而I组的输出电流则不受限制，可以继续增大；由于二极管D4的管压降会略有上升，因此，均衡曲线也是略有斜度的。

[0086] 3)有均衡控制的负载曲线可调，调节区间到无均衡控制的负载曲线为止，实现的方法是调节图1中的电阻VR3的阻值。

[0087] 本实施例中，对均衡负载精度的控制：

[0088] 一.模块均流信号线电压精度

[0089] 均流信号线的电压通常设计在0～5V，母线电压随负载的大小线性变化，空载时为0V，满载是为5V；不同的电源模块，在同一负载输出时，输出电流采样值大小是有一定误差的，由前述均流原理分析得知，输出电流采样值是通过电阻、或二极管输出到均流信号线的，这就影响到均流信号线电压的误差精度。

[0090] 一个单模块M1，在输出负载2A时，其母线电压为0.4V；另一个模块M2在相同的负载2A时，母线电压为0.5V。如图4所示，钳位二极管D4管压降为0.4V。那么，在均衡负载电源系统中，假设总负载电流大于2A，如20A，分别使用M1、M2模块：

[0091] 使用M1模块时，M1模块输出电流＝2A，其它负载电流为第一组模块分担；

[0092] 使用M2模块时，M2模块输出电流＜2A，其它负载电流为第一组模块分担，因为M2模块的输出电流还没到2A时，其均流信号线电压已达0.4V，输出被钳住了；

[0093] 因此，该系统的均衡控制精度受电源模块本身的均流信号线电压精度的影响，此精度看起来有可能比较大。比如，在均衡负载电源系统中，受控制输出的模块组合能输出5A电流，但更换这些模块后，就有可能输出4A或6A了。对整个系统来讲，这个变化是完全可以接受的，因为当系统总负载电流为20A、30A、甚至更大时，受控的一组输出电流能力是
4A、5A、还是6A，相对总负载电流来讲，都只是个小的比例。

[0094] 二.钳位二极管D4的精度

[0095] 如图1所示，二极管D4的精度，直接影响到第II组模块的最大输出负载电流大小，如果其管压降低，那么模块II组能输出的负载电流就低，反之就高。

[0096] 换用不同材质的二极管，如肖特基二极管换成普通二极管，因为管压降会有很大区别，因此对模块II组的输出负载电流能力影响更大。

[0097] 二极管的管压降会有微小变化，随着流过二极管的电流增加，其管压降是略有上升的，如0.40V变为0.41V，因此，随着总负载电流的增加，模块II组的输出负载电流也会略有增加，这点图3的负载均衡曲线图上可以看出来。

[0098] 三.模块数量

[0099] 模块II组的模块数量不同，其输出电流占总电流的比例也有所不同。不管增大还是变小，本发明的负载电流大小控制功能始终是能实现的。

[0100] 图1中的元器件规格、参数选取如下：

[0101]标号 名称 型号
D1 二极管 BAT42
D2 二极管 BAT42
D3 二极管 1N4148
D4 二极管 1N5819
R1 电阻 4.7K
R2 电阻 2K
VR3 可调电阻 0～1K

[0102] 由于耦合电路只是控制电压信号，电流很小，因此电阻的功率选取可用1/8W、1/4W等，R1可选1～10K，选4.7K；

[0103] R2可选择使用，当需要时，选其阻值小于R1，如可选2K；

[0104] VR3为可调电阻，最小时为0，即短路，此时，模块II组的输出负载能力最小，可根据第二组模块II组的输出负载大小要求调节。

[0105] 从图1的均流控制原理图上可以看出，可变电阻VR3是可调的，可采用多种使用模式：

[0106] (1)固定电阻，出厂前设定；

[0107] (2)采用线性可调电阻，可实现连续调节；

[0108] (3)采用拨码开关，即电阻串联拨码开关后并联，可实现分级调节；

[0109] (4)采用数字电位器，通过单片机系统，可实现远程调节；

[0110] (5)采用继电器，即电阻串联继电器后并联，通过单片机系统来控制继电器的工作状态，可实现远程调节。

[0111] 另一实施例是，采用三个标称输出48V/30A的电源模块接市电220VAC为模块I组(简称AC模块)，三个同样的电源模块接110VDC为模块II组(简称DC模块)，以本发明所述方法构成所述设有耦合电路的智能均衡负载通信电源系统，两路输入均正常时，大部分的负载电流由AC模块提供，只有小部分负载电流由DC模块提供，停电后，全部的负载电流无损切换至DC模块输出。

[0112] 该系统的测试的部分数据如下：

[0113]

[0114] 从以上数据可以看出，当DC模块的输出电流达到5A左右时，随着总负载电流的增加，其DC模块的输出电流增加幅度是很缓慢的，这种情况正符合图4的负载曲线。

[0115] 本发明也可以应用到有市电输入、UPS输出作为电源模块输入的场合，用以保护UPS处于轻载状态，同时电源模块又能处于有效输出的状态。