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技術(shù)支持

電源模塊的均流基本原理
更新時間:2023-03-08   點擊次數(shù):2491次

       在很多大電流輸出的場合,為了提高系統(tǒng)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(lián)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(nèi)阻是略有不同的,而輸出電壓也不可能做到一致。故而,穩(wěn)壓輸出的電壓源是不可以直接并聯(lián)的,或者是即便并聯(lián)了,每個模塊的輸出功率各不相同。有可能會出現(xiàn)閑的閑死,忙的忙死的現(xiàn)象——有的模塊在超負荷工作,損耗發(fā)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(tài)(例如移相全橋,輕載時不容易實現(xiàn)軟開關(guān)),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(diào)整率法。是通過調(diào)節(jié)電源的輸出內(nèi)阻的方式來實現(xiàn)的。這個方法的特點是簡單。但最大的缺點是電壓調(diào)整率差。

  2. 主從設(shè)置法,人為的在并聯(lián)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(tǒng)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(xiàn)調(diào)整完成均流。平均電流自動均流法可以實現(xiàn)精確均流,但如果均流母線發(fā)生短路,或者某個模塊發(fā)生故障,母線電壓下降會使各模塊電壓下調(diào)。

  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(lián)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(yīng)力自動均流、外加均流控制器的均流等等。

目前應(yīng)用比較廣泛的是最大電流自動均流法,有專門為這設(shè)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(xiàn)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(diào)節(jié)電壓反饋環(huán)路的值,使輸出電壓發(fā)生變化,以調(diào)節(jié)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(xiàn)了最大電流自動均流。


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