模块电源并联均流的方法模块电源并联均流的方法
随着模块电源市场日趋成熟,一些低电压输入超大功率的模块电源越来越受到客户的青睐,但是在一些低压大
功率场合中,单台模块电源是无法满足负载功率要求的,于是就需要考虑并联。利用多台中/小功率的电源并
联,不仅可以达到负载功率要求,降低应力;而且还可以应用冗余技术,提高系统的可靠性。实验证明,两台
并联系统的故障率远小于单台电源的故障率,因此多台的情况下,系统的可靠性将显著增强。 模块电源并
联要解决的首要问题就是均流问题。均流以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止一台或多台模块运
行在电流极限状态。因为并联运行的各模块特性并不一致,外特性好的可能承担更多的电流,甚至过载;而外
特性差的运行在轻载,甚至
随着模块电源市场日趋成熟,一些低电压输入超大功率的模块电源越来越受到客户的青睐,但是在一些低压大功率场合
中,单台模块电源是无法满足负载功率要求的,于是就需要考虑并联。利用多台中/小功率的电源并联,不仅可以达到负载功
率要求,降低应力;而且还可以应用冗余技术,提高系统的可靠性。实验证明,两台并联系统的故障率远小于单台电源的故障
率,因此多台的情况下,系统的可靠性将显著增强。
模块电源并联要解决的首要问题就是均流问题。均流以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止一台或多台模块运
行在电流极限状态。因为并联运行的各模块特性并不一致,外特性好的可能承担更多的电流,甚至过载;而外特性差的运行在
轻载,甚至空载。这样不均匀的电流使得热应力大,降低了可靠性。实验证明,电子元器件温升从25度上升到50度时,其寿
命仅为25度时的1/6。
因此,对若干个开关变换器模块并联的电源系统,其要求是:
1) 各模块承受的电流能自动平衡,实现均流
2) 为提高系统的可调性,尽可能不增加外部均流控制的措施,并使均流与冗余技术结合
3) 当输入电压和/或负载电流变化时,应保持输出电压稳定,并且均流的瞬态响应好
常见的均流方法有:
1、 输出阻抗法(下垂法,电压调整率法)
并联的各模块的外特性呈下垂特性,负载越重,输出电压越低。在并联时,外特性硬(内阻小)的模块输出电流大;外特性
软的模块输出电流小。输出阻抗法的思路是,设法将外特性硬(内阻小、斜率小)的外特性斜率调整得接近外特性软的模块,使
得两个模块的电流分配接近均匀。
2、 主从设置法
主从设置法即是认为选定一个模块作为主模块(Master Module),其余模块作为从模块(Slave Module)。用主模块的电压调
节器来控制其余并联模块的电压调整值,所有并联模块内部具有电流型内环控制。由于各从模块电流按同一基准电流调制(主
模块的电压误差转换成的基准电流),从而与主模块电流一致,实现均流。
主从设置法的主要缺点:
1) 主从模块之间必须有通讯联系,使系统复杂
2) 若主模块失效,整个系统将不能工作,不适用与冗余并联系统
3) 电压环的带宽大,容易受外界干扰
3、 平均电流自动均流法
用均流母线来连接所有电源模块输出电流取样电压的输出端,均流母线上的电压由所有并联电源模块系统取样电压,经各
电源模块的均流电阻所提供。通俗地说,即是均流母线的电压为各模块电流信(以电压呈现)的平均值,然后各模块的电流信号
(以电压呈现)再与均流信号比较,得到补偿量用来进行控制。
平均电流自动均流法可以均流。但是,当连接在母线上的某一个模块不工作时,将导致母线平均值降低,电压下调,到达
下线时出现故障。