自動負載均流法和電流自動均流在電源系統(tǒng)中的應用

大功率電源系統(tǒng)采用多臺開關電源并聯(lián)運行實現(xiàn)，是目前電源技術的發(fā)展方向之一?？刹⒙?lián)運行的模塊化電源具有很多優(yōu)點，一是小功率的電源模塊可以方便地組合成大功率的電源系統(tǒng)，其容量可以任意擴展；二是實現(xiàn)電源系統(tǒng)的冗余設計，提高其可靠性；三是使用場合不受限制，根據(jù)需要組合，方便靈活。原則上，多臺電源并聯(lián)構成的大功率電源系統(tǒng)，應像單臺電源一樣，在輸入總線和輸出負載情況下，除系統(tǒng)的輸出電壓始終保持穩(wěn)定外，還能長期、無故障的可靠運行。這就要求系統(tǒng)中各臺電源承受的電、熱應力基本相當。也就是說，必須采取某種相應的措施，保證系統(tǒng)不致因各電源承載情況的差異，造成電熱不平衡而引起的惡性循環(huán)，影響系統(tǒng)特性和可靠運行。均流技術就是對系統(tǒng)中各并聯(lián)電源的輸出電流加以控制，盡可能均分系統(tǒng)輸入總電流，確保多臺電源可靠運行的一種特殊措施。圖1所示為多臺開關電源并聯(lián)均流實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的示意圖。本文就自動均流技術及其應用做簡要討論。

圖1 多臺開關電源并聯(lián)均流實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)

自動均流技術是常用的硬件電流均流技術之一。該方法是通過均流總線和相并聯(lián)各電源間電流信號的比較獲得相應修正量，來實現(xiàn)各單元電源間電流均勻分配的。在這里主要討論平均電流的自動負載均流法和最大電流自動均流法。

平均電流的自動負載均流
1 工作原理
這種均流方式采用了一個窄帶電流放大器，輸出端通過阻值為R的電阻連到均流母線上，N個單元電源采用N個這種結構（見圖2）。

圖2 平均均流工作原理

當輸出達到均流時，電流放大器輸出電流為零，這時電源系統(tǒng)處于均流工作狀態(tài)。當輸出達不到均流時，在電阻R上產(chǎn)生一個Vab，由這個電壓控制A1，由A1再控制單元功率的輸出電流，最終使它達到均流。

2 特點
① 均流效果好，易實現(xiàn)準確均流；

② 在具體使用中，如出現(xiàn)均流母線短路或接在母線上的一個單元電源不工作時，母線電壓下降，將使每個電源輸出電壓下調(diào)，甚至達到下限，以致造成故障。并且，當某一模塊的電流上升到I0MAX時，電流放大器輸出電流也達到極限值，同時致使其他單元電源輸出電壓自動下降。

3 具體應用電路
① 用運放和功率開關實現(xiàn)負載均流電路；
如圖3所示，實現(xiàn)了兩個模塊均流電流的連接，實現(xiàn)了當負載變化時，每臺電源的輸出電壓變化相同，母線電流IO=（IO1+IO2…+IOM）/n，從而實現(xiàn)均流。這個電路的優(yōu)點就是，當其中一個模塊不能正常工作時，通過開關QC1和QC2截斷此模塊的工作，以避免過大的電流通過。