直流稳压电源并联均流及实现 - 上海交通大学电工电子实验

直流稳压电源并联均流及实现

我们学习的是采用运算放大器的串联型稳压电路,但是还是有不少的外接元件,还要注意共模电压的允许值和输入端的保护,使用复杂。随着国民经济的发展和用电设备的不断增加，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满足要求。若采用多个电源模块并联供电，就不但可以提供所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。

并联电源的使用可以使这种情况得到改善，电源并联运行是电源产品模块化，大容量化的一个有效方法，是电源技术的发展方向之一，是实现组合大功率电源系统的关键。目前由于半导体功率器件、磁性材料等原因，单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦，但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电，在大容量的程控交换机系统中这种情况是时常遇到的。这可通过电源模块的并联运行实现。

我们通过直流稳压电源的并联运行可达到以下目的：

1. 扩展容量，实现大功率电源供电系统。

2. 通过N+1，N+2冗余实现容错功能，带电热插拔，便于在不影响系统正常工作的情况下，对电源系统进行维护，实现供电系统的不间断供电。

这就是我们课本上所认识的图

输出电压可调的电路

这样我们就可以拥有较大的供电系统，而且这样的系统也是比较稳定和易于维护的，对于大型的生产企业来说，可以产生巨大的经济效益，因而我觉得我们应该推广这种并联式的稳压电源。技术上的要求如下：

1．N+m（m表示电源系统冗余度）个电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内。

2．每个直流稳压电源模块单元具有输出自动均流功能。

3．采用冗余技术，当某个电源模块单元发生故障时，不影响整个电源系统的正常工作，电源系统应有足够的负载能力。

4 .不改变电源模块单元的内部电路结构，确保电源系统的高可靠性。

5 .公共均流总线带宽要小，以降低电源系统噪声。

6 .保每个供电单元分担负载电流。即通过并联均流应使整个电源系统像一个整体一样工作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化。

在我们学习的范围内,以上知识我们式完全明白的,但是在实际的设计和操作中可能就没有那么简单了。而且设计出来的电路图也是比较复杂的。如下图：

在日常的生产中，也有需要用到一个电压输出为很多的机器供电的情况，所以我们就要用到均流，使电流平均的输送给这些机器。工程上常用的几个几个均流的方法:

1 改变输出内阻法（外特性下垂法，改变输出斜率法）

利用电流反馈，调节电源模块单元的输出阻抗，实现均流。

2 主/从法

在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从电源模块。主电源模块工作于电压源方式，而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置。在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，显然不具备冗余功能。

3.3 平均电流自动均流法

这种方法不用外加均流控制器，在各电源模块单元间接一条公共均流母线CSB，均流母线的电压Ub为N个电源模块代表各自输出电流的电压信号Ui的平均值（即代表电源系统的平均电流）。Ub与每个电源模块的取样电压信号比较后通过调节放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流，达到均流目的。

3.4 外接控制器法

使用一个外加的均流控制器，比较所有模块的电流，调节相应的反馈信号实现均流。这种控制方法效果较好，但需要一个外加的均流控制器和附加连线。

3.5 热应力自动均流法

利用监测电源系统中每个电源模块单元的温度来实现均流，使其温度高的模块单元输出电流小，温度低的电源模块输出电流大。

3.6 最大电流均流法（民主均流法、自动均流法）

这种方法采用一套最大值比较器，每一时刻输出电流最大模块作为主模块，其输出电流转化

成的电压信号Ui送至均流母线CSB，即CSB上的电压Ub反映的是各电源模块单元中Ui的最大值，即电流最大值。各从模块的Ui与Ub比较从而自动调节输出电流达到均流。UC3907就是采用这种工作原理的均流控制芯片。这种均流芯片目前使用较广泛。

UPS模块N＋m冗余并联，当采用前面介绍的民主均流法时，可以采用美国Unitrode公司生产的UC3907集成均流控制芯片。此芯片结构简单、功能强大、已在直流开关电源N＋m 并联系统中得到了广泛应用。交流冗余并联的发展方向是采用数字控制，其优点是智能化程度高、灵活、成本低廉、可靠性高、维护方便、一致性强。

这就是我学习直流稳压电压后的一些资料，虽然我们学习的还是很浅显的只是，但是我们已经具备了学习更深知识的基础，上面我的看法还有附带的一些资料就是我对学习这一章的主要心得，当然还有关于拓展方面的知识，其实我们学习的目的就是为了应用于实践，因此在学习中添加一些具体的生产实例还是比较有益的一种方法。

撰稿人：刘宇龙F0302009 5030209256

时间：2005年5月27日

资料引用：中国电子网，中国通信情报资源网，《电工学》（高等教育出版社）