模塊電源中并聯(lián)均流有何優(yōu)缺點(diǎn)

通常模塊電源并聯(lián)要解決的首要問題就是均流問題。均流以保證模塊間電流應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配，防止一臺(tái)或多臺(tái)模塊運(yùn)行在電流極限狀態(tài)。因?yàn)椴⒙?lián)運(yùn)行的各模塊特性并不一致，外特性好的可能承擔(dān)更多的電流，甚至過載;而外特性差的運(yùn)行在輕載，甚至空載。這樣不均勻的電流使得熱應(yīng)力大，降低了可靠性。實(shí)驗(yàn)證明，電子元器件溫升從 25 度上升到 50 度時(shí)，其壽命僅為 25 度時(shí)的 1/6。

隨著模塊電源市場日趨成熟，一些低電壓輸入超大功率的模塊電源越來越受到客戶的青睞，但是在一些低壓大功率場合中，單臺(tái)模塊電源是無法滿足負(fù)載功率要求的，于是就需要考慮并聯(lián)。利用多臺(tái)中 / 小功率的電源并聯(lián)，不僅可以達(dá)到負(fù)載功率要求，降低應(yīng)力;而且還可以應(yīng)用冗余技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性。實(shí)驗(yàn)證明，兩臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)的故障率遠(yuǎn)小于單臺(tái)電源的故障率，因此多臺(tái)的情況下，系統(tǒng)的可靠性將顯著增強(qiáng)。

因此，對(duì)若干個(gè)開關(guān)變換器模塊并聯(lián)的電源系統(tǒng)，其要求是：

1) 各模塊承受的電流能自動(dòng)平衡，實(shí)現(xiàn)均流

2) 為提高系統(tǒng)的可調(diào)性，盡可能不增加外部均流控制的措施，并使均流與冗余技術(shù)結(jié)合

3) 當(dāng)輸入電壓和 / 或負(fù)載電流變化時(shí)，應(yīng)保持輸出電壓穩(wěn)定，并且均流的瞬態(tài)響應(yīng)好

常見的均流方法有：

1、 輸出阻抗法(下垂法，電壓調(diào)整率法)

并聯(lián)的各模塊的外特性呈下垂特性，負(fù)載越重，輸出電壓越低。在并聯(lián)時(shí)，外特性硬(內(nèi)阻小)的模塊輸出電流大;外特性軟的模塊輸出電流小。輸出阻抗法的思路是，設(shè)法將外特性硬(內(nèi)阻小、斜率小)的外特性斜率調(diào)整得接近外特性軟的模塊，使得兩個(gè)模塊的電流分配接近均勻。

2、 主從設(shè)置法

主從設(shè)置法即是認(rèn)為選定一個(gè)模塊作為主模塊(Master Module)，其余模塊作為從模塊(Slave Module)。用主模塊的電壓調(diào)節(jié)器來控制其余并聯(lián)模塊的電壓調(diào)整值，所有并聯(lián)模塊內(nèi)部具有電流型內(nèi)環(huán)控制。由于各從模塊電流按同一基準(zhǔn)電流調(diào)制(主模塊的電壓誤差轉(zhuǎn)換成的基準(zhǔn)電流)，從而與主模塊電流一致，實(shí)現(xiàn)均流。

主從設(shè)置法的主要缺點(diǎn)：

1) 主從模塊之間必須有通訊聯(lián)系，使系統(tǒng)復(fù)雜

2) 若主模塊失效，整個(gè)系統(tǒng)將不能工作，不適用與冗余并聯(lián)系統(tǒng)

3) 電壓環(huán)的帶寬大，容易受外界干擾

3、 平均電流自動(dòng)均流法

用均流母線來連接所有電源模塊輸出電流取樣電壓的輸出端，均流母線上的電壓由所有并聯(lián)電源模塊系統(tǒng)取樣電壓，經(jīng)各電源模塊的均流電阻所提供。通俗地說，即是均流母線的電壓為各模塊電流信(以電壓呈現(xiàn))的平均值，然后各模塊的電流信號(hào)(以電壓呈現(xiàn))再與均流信號(hào)比較，得到補(bǔ)償量用來進(jìn)行控制。

平均電流自動(dòng)均流法可以精確均流。但是，當(dāng)連接在母線上的某一個(gè)模塊不工作時(shí)，將導(dǎo)致母線平均值降低，電壓下調(diào)，到達(dá)下線時(shí)出現(xiàn)故障。

4、 最大電流法自動(dòng)均流

又稱“民主均流法”，該法與主從設(shè)置法相似，區(qū)別在于主模塊是不固定的，系統(tǒng)中電流最大的模塊自動(dòng)作為主模塊工作。

5、 熱應(yīng)力自動(dòng)均流法

該法按每個(gè)模塊的電流和溫度(即熱應(yīng)力)自動(dòng)均流。系統(tǒng)中仍以各模塊電流平均值得到均流母線作為比較參考，各模塊的電流信號(hào)再與均流母線作比較得到誤差，進(jìn)而補(bǔ)償控制。(目前不太明白與前面的平均電流法的區(qū)別)

6、 外加均流控制器

應(yīng)用此法時(shí)，每個(gè)模塊的控制電路中都需要加一個(gè)特殊的均流控制器，用以檢測并聯(lián)各模塊電流不均衡情況，調(diào)整控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)均流。但是均流控制器的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，若設(shè)計(jì)不正確，可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定。