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電源模塊并聯(lián)應(yīng)用的方案分析

2018-02-01

      在設(shè)計電源系統(tǒng)方案時,當一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設(shè)計要求,通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用。電源并聯(lián)運行是實現(xiàn)大容量、大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵元素,不過若是并聯(lián)太多模塊,將會影響均流和可靠性,并聯(lián)設(shè)計方案不當,將會燒毀模塊和后級系統(tǒng)。

 

      電源模塊并聯(lián)異常有啟動異常、輸出短路、輸出無法均流、模塊燒毀等,模塊并聯(lián)無法均流一般從結(jié)構(gòu)上和輸出特性分析。若倆個模塊的參數(shù)完全相同時(最大輸出電壓和輸出阻抗,負載特性曲線重合),則能實現(xiàn)負載電流均勻分配。但在實際應(yīng)用中,在模塊電壓相同情況下,每個模塊的輸出阻抗是不一樣的,輸出電壓細微的差別都將影響著輸出電流的變化。所以一般輸出不均流的主要原因都是輸出電壓和阻抗不一樣。

 

      常用的并聯(lián)電源電路設(shè)計方案有電阻并聯(lián)法、電流均流并聯(lián)法、二極管并聯(lián)法三種。


 

      電阻并聯(lián)法如上圖所示:在模塊輸出端外加電阻再并聯(lián),原理是利用電阻的線性電壓實現(xiàn)負載均衡。這種電源設(shè)計方案適用于輸出功率不大、精確度要求較低的場合。


 

      電流均流并聯(lián)法如上圖所示:適用特定均流IC設(shè)計并聯(lián)輸出。這種電源設(shè)計方案適用于精確度要求較高的場合。

 

      二極管并聯(lián)法如上圖所示:在模塊輸出端接二極管再并聯(lián),這種電源設(shè)計方案可以防止輸出電流逆流,形成內(nèi)環(huán)路。

 

常用的電源模塊并聯(lián)均流方案:

1、輸出阻抗法或稱斜率法、下垂法。原理是調(diào)節(jié)輸出內(nèi)阻實現(xiàn)均流,缺點是電壓調(diào)整率差。

 

2、主從法,原理是從中選定一個當主模塊,其它模塊為輔,缺點是如果主模塊出現(xiàn)異常,整個系統(tǒng)將無法工作。

 

3、平均電流自動均流法,原理是將模塊的電流放大后通過一個電阻連接到公用的均流母線上,按照均流母線上的平均電壓實現(xiàn)調(diào)整均流。缺點是如果均流母線短路或者某一個模塊故障,將會導(dǎo)致母線電壓下降。

 

4、外接控制法,原理是使用控制器調(diào)節(jié)電流實現(xiàn)均流。缺點是要付加連線和均流控制器。

 

5、自動均流法,原理是讓輸出最大電流的模塊自動成為主模塊,其它模塊輸出向主模塊靠近。

 

6、熱力自動均流法,原理是讓溫度低的模塊輸出電流大,溫度高的模塊輸出電流小來實現(xiàn)均流。

 

      并聯(lián)技術(shù)還是逆變電源模塊用來提高可靠性和擴大容量的重要手段。目前逆變電源并聯(lián)控制方式有主從、集中、分布、3C控制、無互連線控制等5種控制方式。

 

      并聯(lián)式模塊電源現(xiàn)在已經(jīng)成為了電源供電系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向,比單一式電源更有供電效率,均流控制不單是并聯(lián)式電源的關(guān)鍵技術(shù),同時也是大功率電源和冗余電源的關(guān)鍵技術(shù)。