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                  電源模塊的均流基本原理

                  來源:西安云特電子技術有限公司   2023年03月08日 09:36  

                         在很多大電流輸出的場合,為了提高系統的可靠性,比較常用的一個方法就是采用熱備份——多個電源模塊并聯使用。每個電源模塊還具備在線插拔的功能。以便于拆卸和維修、維護。

                  但是我們知道,每個電源模塊的內阻是略有不同的,而輸出電壓也不可能做到一致。故而,穩壓輸出的電壓源是不可以直接并聯的,或者是即便并聯了,每個模塊的輸出功率各不相同。有可能會出現閑的閑死,忙的忙死的現象——有的模塊在超負荷工作,損耗發熱都比較厲害,壽命會降低。而有的工作于輕載,甚至都沒有進入較好的工作狀態(例如移相全橋,輕載時不容易實現軟開關),也對電源健康不利。

                  這時候,我們需要一種手段,讓各模塊輸出功率基本相同。這種把負載平均分配到各模塊的手段,我們稱之為均流。

                  均流的方法有很多種,例如:

                  1. 輸出阻抗法,又叫下垂法、傾斜法、電壓調整率法。是通過調節電源的輸出內阻的方式來實現的。這個方法的特點是簡單。但最大的缺點是電壓調整率差。

                  2. 主從設置法,人為的在并聯的模塊中選一個主模塊,別的模塊的輸出向這個模塊靠攏。最大的問題是,如果主模塊失效,那么整個電源系統都不能工作了。

                  3. 平均電流自動均流法,把各模塊的電流采樣放大后通過一個電阻連到公用的均流母線上,大家按照均流母線上的平均電壓來實現調整完成均流。平均電流自動均流法可以實現精確均流,但如果均流母線發生短路,或者某個模塊發生故障,母線電壓下降會使各模塊電壓下調。

                  4. 最大電流自動均流法,又叫自動主從均流、民主均流,在所有并聯模塊中,輸出電流最大的那個模塊自動成為主模塊,其他模塊的輸出向這個模塊靠攏。

                  5. 還有其他很多方法,例如熱應力自動均流、外加均流控制器的均流等等。

                  目前應用比較廣泛的是最大電流自動均流法,有專門為這設計的IC,例如UC3907等。但是在這里,我不打算用專用IC,僅采用普通的運放,來嘗試實現此功能。采用ORCAD來仿真。

                  具體的工作原理其實很簡單,就是把本模塊的電流采樣值和均流的值進行誤差放大,然后用誤差放大器的值去調節電壓反饋環路的值,使輸出電壓發生變化,以調節本模塊的輸出電流,使電流反饋值與均流母線的值相同,從而實現了最大電流自動均流。


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