開關(guān)電源并聯(lián)均流技術(shù)研究

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1、開關(guān)電源并聯(lián)均流技術(shù)1引言　　在實際應用中，往往由于一臺直流穩(wěn)定電源的輸出參數(shù)（如電壓、電流、功率）不能滿足要求，而滿足這種參數(shù)要求的直流穩(wěn)定電源，存在重新開發(fā)、設計、生產(chǎn)的過程，勢必加大電源的成本、延長交貨時間、影響工程進度。因此在實用中往往采用模塊化的構(gòu)造方法，采用一定規(guī)格系列的模塊式電源，按照一定的串聯(lián)或并聯(lián)方式，分別達到輸出電壓、輸出電流、輸出功率擴展的目的?！　〉请娫摧敵鰠?shù)的擴展，僅僅通過簡單的串、并聯(lián)方式還不能完全保證整個擴展后的電源系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。不論電源模塊是擴壓還是擴流，均存在一個“均壓”、“均流”的問題，而解決方法的不同，對整個電源擴展系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性都有很

2、大的影響。由于目前穩(wěn)定電源輸出擴流應用較多，本文僅討論開關(guān)電源并聯(lián)均流技術(shù)。均流的主要任務是：　?。?）當負載變化時，每臺電源的輸出電壓變化相同?！　。?）使每臺電源的輸出電流按功率份額均攤。2提高系統(tǒng)可靠性方法　　（1）在電源并聯(lián)擴流過程中，為了提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，可采用N＋m冗余的方法。其中m表示冗余份數(shù)，m值越大，系統(tǒng)工作可靠性越高，但是系統(tǒng)成本也相應增加。　?。?）采用均流技術(shù)保證系統(tǒng)正常工作。在電源并聯(lián)擴流中，應用較為廣泛的辦法是自動均流技術(shù)。它通過取樣、電子控制調(diào)節(jié)環(huán)路來保證整個系統(tǒng)的輸出電流按每個單元的輸出能力均攤，以達到既充分發(fā)揮每個單元的輸出能力，又保證每個單元可靠工作的

3、目的?！　。?）均流技術(shù)應滿足條件：　　·所有電源模塊單元應采用公共總線?！　　ふ麄€系統(tǒng)應有良好的均流瞬態(tài)響應特性?！　　ふ麄€并聯(lián)輸出擴流系統(tǒng)有一個公共控制電路?！　。?）常用的幾種并聯(lián)均流技術(shù)：　　·改變單元輸出內(nèi)阻法（斜率控制法）　　·主/從控制法（master/slave）　　·外部控制電路法　　·平均電流型自動負載均流法　　·最大電流自動均流法（自動主/從法、民主均流法）　　·強迫均流法3關(guān)于均流技術(shù)中常用的一些概念3．1穩(wěn)壓源（CV）　　電路框圖和特性曲線分別如圖1（a）、（b）所示，輸出電壓UO=RFUREF/R1（a）（b）圖13．2穩(wěn)流源（CC）　　電路框圖和特性曲線分別如

4、圖2（a）、（b）所示，輸出電流IO=RFUREF/（RSR1）（a）（b）圖23．3CV/CC（恒壓/恒流交疊）　　特性曲線如圖3所示圖34常用幾種均流技術(shù)的工作原理4.1改變單元輸出內(nèi)阻法（斜率控制法、電壓下垂式、輸出特性斜率控制式）實現(xiàn)方式：　　·UO固定，改變斜率　　·斜率固定，改變輸出電壓　?。?）工作原理和特性曲線（a）（b）圖4見圖4（a）、（b），圖中△Imax=△UOImax/△Uslope，內(nèi)阻RO=△UO/△IO　　當單元輸出電流IO1增加時，IO1在電流檢測電阻RS上的壓降增加，致使A1輸出電壓增加，與單元電壓反饋信號Uf疊加后送至A2反相輸入端，經(jīng)A2放大后輸出U

5、r變負，利用這個Ur電壓控制單元輸出電流，從而實現(xiàn)均流?！　∮蓤D4（b）可以看出：當?shù)湫椭怠鱑O=±0.1％,△Uslope=±2％,則△Imax=0.05Imax,即調(diào)整精度為5％。這種調(diào)節(jié)精度對大多數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說是能接受的。　?。?）改變單元輸出內(nèi)阻法（斜率法）特點　　·小電流時均流效果較差，這點可從公式△Imax=0.05Imax看出。　　·大電流時均流效果較好。　　·對電壓源來說，內(nèi)阻RO（斜率）應越小越好，但是這種均流方法利用改變RO來實現(xiàn)均流，降低了電源輸出的負載特性，即以犧牲電路的技術(shù)指標來實現(xiàn)均流?！　　るS著微處理器技術(shù)的發(fā)展，這種方法很容易實現(xiàn)程控，從而實現(xiàn)比較理想的均流

6、控制特性。4．2主/從控制法（Master/Slave）　?。?）工作框圖見圖5，在這種工作方式下用n個單元，其中一個單元（主控單元）工作在電壓源（CV）方式，其余n－1個單元工作于電流源（CC）方式，利用來自輸出電流的誤差電壓△U來實現(xiàn)均流控制。它實際上是由電壓環(huán)（外環(huán)）和電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）構(gòu)成電流控制型的雙環(huán)控制，或說成是電壓控制的電流源?！　。?）主要特點　　·一旦主控單元出現(xiàn)故障則整個系統(tǒng)崩潰。圖5　　·由于電壓環(huán)工作頻帶寬，易受噪聲干擾?！　　ぶ?從單元間必須要有通訊聯(lián)系，所以整個系統(tǒng)較復雜。　　·可靠性取決于主模塊，只能均流，不能構(gòu)成冗余系統(tǒng)?！　　みm用于n個功率單元的系統(tǒng)。4．3

7、外部電路控制法　?。?）工作原理　　每一個單元加一個輸出電流檢測電路來檢測它的電流，產(chǎn)生的反饋信號調(diào)節(jié)每個單元的電流，從而達到各單元間輸出均流的目的。在這種情況下，每個單元間應有公共總線?！　。?）優(yōu)缺點　　·這種控制方法均流效果較好，但是每個單元需附加一個電流控制電路，成為控制環(huán)路的一部分，需滿足環(huán)路的總體要求，否則會降低單元的技術(shù)指標及工作穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的動態(tài)響應特性?！　　び捎诿總€單元都需要一個控制電路，所以整個