自動負載、電流自動均流在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

大功率電源系統(tǒng)采用多臺開關(guān)電源并聯(lián)運行實現(xiàn)，是目前電源技術(shù)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(shè)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。圖1所示為多臺開關(guān)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(shù)及其應(yīng)用做簡要討論。

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

自動均流技術(shù)是常用的硬件電流均流技術(shù)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(yīng)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(jié)構(gòu)（見圖2）。

圖2 平均均流工作原理

當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)用電路
① 用運放和功率開關(guān)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(dāng)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(dāng)其中一個模塊不能正常工作時，通過開關(guān)QC1和QC2截斷此模塊的工作，以避免過大的電流通過。

圖3 雙模塊的均流連接

采用運放產(chǎn)生電流誤差信號，電路的靈敏度很高，特別是對噪聲的干擾，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。為提高穩(wěn)定性，給出圖3所示的電路，用低通濾波器加上比較器，代替運放來產(chǎn)生誤差信號。

② 用低通濾波器和比較器實現(xiàn)負載均流電路。
圖4中的電路表示應(yīng)用均流電路的兩個模塊的連接。這種均流技術(shù)不采用運放來產(chǎn)生電流誤差信號，因而電路十分穩(wěn)定且容錯性強，電路簡單易行。R2、R3、C1組成低通濾波器，電流源Is表示與輸出電流以成比例的取樣電流。為實現(xiàn)和維持所需的均流，電流均分母線將各模塊的均流電路連接在一起，電流均分母線上的電壓確定了模塊所需的輸出電流。

圖4 應(yīng)用均流電路的雙模塊連接