开关电源的并联运行及其数字均流技术

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开关电源的并联运行及其数字均流技术

Ａｂｔａｔ：Ａｓａｔｅｐｔｔｍｐｏｅｔｅｒｌｂｉｉｙａａｔｔｌｒｎｔｃｐｃｔｆｐｓｒｃｎａｔｍｏｉｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｖｈｅｉｌｔｎｄｆｕｌｏｅａａａｉｙｏｏｗｅｕａｒｓｐｐｌｙ — ｙｓｓ
维普资讯
第１５卷第１期２００６年３月
淮海工学院学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＨａｈｉＩｓｉｕｅｏｃｎ１ｇ（ｔｒ１ｃｅｃｓＥｉｏ）ｏｒａｕｉａｎｔｔｔｆＴｅｈｏｏｙＮａｕａＳｉｅｄｔｎｏｎｉ
Ｖｏｌ１Ｎｏ．１｜５
Ｍａ．２０６ｒ０
文章编号：６２６８（０６０ —０９０１７ — ６５２０）１０２ — ４
开关电源的并联运行及其数字均流技术
张天芳
（州理工大学电气与信息工程学院，肃兰州７０５）兰甘３００
摘要：为提高电源系统的可靠性和冗余能力，首先分析了电源的并联特性及均流的一般原理，又
详细分析了几种电源并联均流的控制方案，并在分析直流开关电源模拟量控制均流技术原理及特
点的基础上，出了以双ＤＳ为控制核心，于ＣＡＮ总线的数字均流技术方案，现了数字均流提Ｐ基实
ｇｏｄｅｆｃｎａｔｌｐｒｃｉｅｏｆｅｔｉｃｕａａｔｃ．Ｋｅｒｓ：ｓｉｃｎｇｐｗｅｕｐｙ；ｃｒｎｈｒｙｗｏｄｗｔｈｉｏｒｓｐｌｕｒｅｔｓａｅ；ｄｉｔｌｃｎｔｏ；ａａｏｏｎｒ；ＣＡＮｓ；ｇｉａｏｒｌｎｌｇｃｔｏｌｂｕｆｃｄｂ１ｎｃｄＣｌｒｎｏｒｅａａｅ１ｅｔｒ

并联开关电源的均流方法[5篇]

并联开关电源的均流方法[5篇]第一篇：并联开关电源的均流方法并联开关电源的均流方法大量电子设备，特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建一个大功率、安全可靠、不间断供电的电源系统。

如果采用单台电源供电，该变换器势必处理巨大的功率、电应力大，给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提供带来困难。

并且一旦单台电源发生故障，则导致整个系统崩溃。

采用多个电源模块运行，来提高大功率输出是电源技术发展的一个方向。

并联系统中每个模块处理较少功率，解决了上述单台电源遇到的问题。

在大功率DC／DC开关电源中，为了获得更大的功率，特别是为了得到大电流时，经常采用N个单元并联的方法。

多个单元并联具有高可靠性，并能实现电路模块标准化等优点。

然而在并联中遇到的主要问题就是电流不均，特别在加重负载时，会引起较为严重的后果。

普通的均流方法是采取独立的PWM控制器的各个模块，通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP，即反馈运放的输入或者输出脚来凋节输出电压，从而达到均流的目的。

显然，电流采样是一个关键问题：用电阻采样，损耗比较大，电流放大后畸变比较大；用电流传感器成本高；用电流互感器采样不是很方便，州时会使电流失真。

一、一种新的电流采样方法如前所述，在均流系统中一些传统的电流采样力法都或多或少有些缺点。

而本文提出的这种新的电流采样力法，既简单方便，又没有损耗。

下面以图l所示的Buck电路为例，说明这种新的电流检测方法的原理和应用。

电流检测电路由一个简单的RC网络组成，没流过L的电流为iL，流过C的电流为ic，L两端的电压为vL，输出电压为vo上电压为vc，则有vL+iLR1+vo．=vc+icR(1)对式(1)在一个开关周期求平均值得式中：VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值，显然VL=O；Vo为输出电压平均值；IL电感电流平均值，等于负载电流ILoad;Ic是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值，显然Ic=0；R1为电感的等效串联电阻(ESR)。

开关电源并联的均流技术

开关电源并联的均流技术詹新生1,2(1.湖北工业大学,湖北武汉　430068; 2.徐州工业职业技术学院,江苏徐州　221140)[摘　要]采用多个电源模块并联运行来提供大功率输出是电源技术发展的一个方向,均流技术是实现大功率电源和冗余电源关键。

本文主要讨论了常见开关电源均流技术的原理和方法。

[关键词]开关电源;均流中图分类号:TP303+13文献标识码:C1　引　言采用多个电源模块并联运行来提供大功率输出是电源技术发展的一个方向。

并联运行的各模块特性不一致,可能使电压调整率小的模块承担较大的电流甚至过载,热应力大;外特性较差的模块运行于轻载其至是空载。

其结果必然使电源可靠性降低,寿命减小。

因此需要实现均流措施,来保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止单个模块运行在电流极限值状态[1]。

2　开关电源并联均流的方法211　输出阻抗法(下垂法、斜率法)其实质是利用电流反馈调整各模块的输出阻抗或直接改变模块单元的输出电阻,使外特性斜率趋于一致,以达到并联模块接近均流的目的。

这种方法是一种简单的大致均流的方法,精度比较低。

图1为输出阻抗法均流原理图,左图为并联开关电源外特性V o =f (I o ),右图中的R 为开关电源的输出阻抗。

图1　输出阻抗法均流原理图由上图可知,当负载电流为I L =I O1+I O2时,负载电压为V o ,按两个模块的外特性倾斜率分配负载电流,斜率不相等,电流分配也不等;当负载电流增大到I L ′=I O1′+I O2′时,负载电压为V o ′。

可知,模块1外特性斜率小,分配电流的增长比外特性斜率大的模块2增长大。

如果能设法将模块1的外特性斜率调整得接近模块2,则可使这两个模块的电流分配均匀。

只要调整图1中的输出阻抗R ,使各个模块的外特性基本一致即可。

电阻R 不宜选的太大,以减少损耗。

这种方法是最简单的实现均流的方法,在小电流时电流的分配特性较差,大电流时较好。

缺第29卷　第3期2009年　6月农业与技术Agriculture&T echnology V ol.29　N o.3Jun.2009・136　・点是:电压调整率下降,为了均流,每个模块必须分别调整;对于不同额定功率的模块难以实现均流。

开关电源并联均流技术

开关电源并联均流技术
1 引言
在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。

因此在实用中往往采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。

但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。

不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”的问题，而解决方法的不同，对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。

由于目前稳定电源输出扩流应用较多，本文仅讨论开关电源并联均流技术。

均流的主要任务是：
（1）当负载变化时，每台电源的输出电压变化相同。

（2）使每台电源的输出电流按功率份额均摊。

2 提高系统可靠性方法
（1）在电源并联扩流过程中，为了提高系统工作稳定性，可采用N＋m冗余的方法。

其中m表示冗余份数，m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也相应增加。

（2）采用均流技术保证系统正常工作。

在电源并联扩流中，应用较为广泛的办法是自动均流技术。

它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能。

开关电源并联系统的均流技术

开关电源并联系统的均流技术①谢勤岚　陈红(中南民族大学电子信息工程学院　武汉　430074)　陶秋生(武汉数字工程研究所　武汉　430074)摘　要针对目前有发展前途的开关电源并联系统,提出了开关电源并联的技术要求,简要分析了实现并联系统均流的基础原理,介绍了几种实现均流技术的方案。

关键词　开关电源　电源并联　均流技术1　引言由于大功率负载需求和分布式电源系统的发展,开关电源并联技术的重要性日益增加,并联系统中,每个变换器只处理较小功率,降低了应力;还可以应用冗余技术,提高系统可靠性。

但是并联的开关变换器模块间需要采用均流措施,它是实现大功率电源系统的关键。

均流措施用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值(限流)状态。

因为并联运行的各个模块特性并不一致,外特性好(电压调整率小)的模块,可承担更多的电流,甚至过载,从而使某些外特性较差的模块运行于轻载,甚至基本上是空载运行。

其结果必然是分担电流多的模块,热应力大,降低了可靠性。

对若干个开关变换器模块并联的电源系统,基本要求是:①各模块承受的电流能自动平衡,实现均流;②为提高系统的可靠性,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。

2　均流的基本原理与其它电源一样,开关变换器如图1所示的外特性(或称输出特性)V o=f(I o),R为开关变换器的输出阻抗,其中也包括这个开关变换器模块连接到负载的导线或电缆的电阻。

空载时,模块输出电压为V omax。

当电流变化量为△I时,负载电压变化量为△V,故得该模块的输出电阻为R=△V/△I.对模块来说,当电流增加了△I时,其输出电压降落了△V,因此,此式也代表开关电源的输出电压调整率。

由图1可见,开关变换器的负载电压V。

与负载电流I o的关系可用下式表达:V o=V omax-RI o.572003年第4期舰船电子工程 ①收稿日期:2002年12月17日,修回日期:2003年3月3日图1　开关变换器的外特性对两台相同容量,具有相同参数的开关变换器相互并联的情况,如图2,则有下式V ol =V omax -R 1I o1,V o2=V omax -R 2I o2图2　两台并联的开关变换器及外特性R 1、R 2分别为模块1及模块2的输出阻抗(包括电缆电阻)。

电源并联系统的均流技术研究

彳亍业应用与交流
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
自动化技术与应用》２０１３年第３２卷第ｏ３期
电源并联系统的均流技术研究
黄天辰，郭宇龙．董士英。王康
（军械工程学院，河北石家庄０５０００３）拟控制均流方法的基础上，引出数字化均流技术的原理，并重点介绍了一种基于单片机数字化均流的开关电源并联系统。并联系统的监控模块以ＳＴＣ８９Ｃ５８单片机为控制核，利用模数转换器ＴＬＣ２５４３Ｘ￣各单元模块及整个系统的电压、电流值实时测量，而软件根据所采集到的信息调整数模转换器ＴＬＶ５６１６的输出电压，从而实现均流。实践表明，数字化均流精度高且灵活性强。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｍｅｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆ
ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒｅｇｕｌａｔｅｓｔｈｅｏｕｔｐｕｔｓｏｆ１２一ｂｉｔｄｉｇｉｔａｌ — ｔｏ — ａｎａｌｏｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒＴＬＶ５６１６ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｆｏｒｍａ－

浅析开关电源并联系统自动均流技术

浅析开关电源并联系统自动均流技术随着我国人数逐渐增加，用电程度中也在逐渐提高。

在开关系统中，利用并联的方式进行供电，在一定程度上，能够为每户人口提供用电。

但是，在实际的使用中容易出现用电分配不均，并且在使用时，电压不稳定。

因此，论文通过对开关电源并联系统造成电流不均匀的原因进行分析，探究开关电源并联系统自动均流技术的有效方式。

此次研究的主要目的是为能够解决在电源并联系统中，电流分布不均问题，促进用户用电的安全以及用电稳定性。

【Abstract】With the increasing population of China，the degree of electricity consumption is also gradually improving. In the switching system，power is supplied in the mode of parallel，which can provide electricity to each household in a certain degree. However，in actual use，it is easy to have uneven distribution of electricity，and the voltage is unstable when in use. Therefore，through the analysis of the causes of the current inhomogeneity caused by the switching power supply parallel system，this paper probes into the effective way of automatic current-sharing technology in the switching power supply parallel system. The main purpose of this paper is to solve the problem of uneven distribution of current in power supply parallel system and to promote the safety and stability of power consumption.标签：开关电源;并联系统;自动均流技术1 引言电力系统在实际的应用中用电量不足时，可以利用开关电源将电源多个模块进行并联，从而解决供电不足或者输出功率较小的问题。

浅析开关电源模块并联均流方法

电
子
测
试
浅析开关电源模块并联均流方法程学院
７１００６５）
摘要：随着高频开关电源技术的不断发展，大功率直流电源系统可以用多台开关电源模块并联的方式实现，于是各电源模块之间均流技术的重要性与日俱增。本文在对开关电源模块并联运行时不均流的原因进行分析，还介绍了现有的开关电源模块并联运行时常用的几种均流的方法，总结了这些方法的优缺点。并指出，随着可编程控制器件在开关电源模块控制系统中广泛的应用，基于可编程控制器的数字均流方法也将以其灵活性、精确性、抗干扰能力强等各方面的优点将取代其他均流方法关键词：开关电源；并联；均流
（Ｘｉ ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ７１００６５）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｏｆｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｗｉｔｃｈｍｏｄｅｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｈｉｇｈ — ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃａｎｂｅｍａｄｅｕｐｂｙｍａｎｙｓｗｉｔｃｈｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｍｏｄｅｌｓ，ＳＯｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ — ｓｈａｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂｅｔｗｅｅｎｅａｃｈｓｗｉｔｃｈｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｍｏｄｅｌｉＳｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ＴｈｉＳｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｏｍｅｃｕｒｒｅｎｔ — ｓｈａｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｃｕｒｒｅｎｔｉｍｂａｌａｎｃｅ，ｓｕｍｍｉｎｇｕｐｔｈｅｍｅｒｉｔＳａｎｄｄｅｍｅｒｉｔｓｆｏｒｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｐｏｉｎｔｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ — ｓｈａｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｄｅｖｉｃｅｗｉ１１ｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｅｘｉｔｅｄｍｅｔｈｏｄ．

开关电源并联运行及其均流技术

本文介绍均流技术的一般原理，全面详细地讨论了各种均流技术及其优缺点。在不断提高均流精度和动态响应速度的同时，均流控制技术将朝着增加并机数目及不同容量模块并联的方向发展。随着控制系统的逐步数字化和微处理器的发展，应用如单片机或DSP完成电源系统的检测、运算和控制，可以更好地采用复杂的控制策略，实现均流冗余、故障检测、热拔插维修和模块的智能管理。
图7 主从均流法
采用这种均流法，精度很高，控制结构简单，模块间联线复杂。缺点是一旦主模块出现故障，整个系统将完全瘫痪，宽带电压回路容易产生噪声干扰。使用中主、从模块间的联线应尽量短。
3.2.4 其他均流方法
基于三种控制结构和三种母线连接方式，可以设计出其他均流方法。图8为双环调整和平均配置相结合的均流方法文献。这种控制方式降低了电压环和均流环相互之间的影响，设计灵活，是权衡环外调整和环内调整优缺点的折中方案。此外，热应力自动均流法是按照每个模块的温度来实现均流，使温度高的模块减小输出电流，温度低的模块增加电流。外部控制器法是外加一个均流控制器，比较各模块的电流信号，并据此补偿相应的反馈信号以均衡电流。该法需要附加控制器且联线较多[1]。
图4 三种控制结构
均流母线连接方式指如何从所有的模块中获取公共电流参考信号，表明了模块间的主从关系。图5显示了三种均流母线的连接：自主配置、平均配置和指定配置。自主配置（图5a）中，各个模块和母线之间通过二极管连接，只有具备最大电流的模块对应的二极管才能导通，均流母线上代表的是最大电流信号;平均配置（图5b）中，各个模块和母线之间通过参数完全一致的电阻连接，均流母线上代表的是平均电流;指定配置（图5c）中，只有人为指定的模块直接连接均流母线,成为主模块。
图 8 双环并行调整的均流方法
4 总结

开关电源并联系统的数字均流技术

开关电源并联系统的数字均流技术
1 引言
电源系统的发展方向之一是用分布式电源系统取代集中式电源系统。

这是因为分布式电源系统具有更多的优点，比如易于扩充输出功率容量、可靠性高、使电源保持高的效率和较快的动态响应、可以实现标准化设计、便于维护等。

但是外特性不同的电源模块并联工作时，如果不采取一定的均流措施，每个模块的输出电流将出现分配不均的情况，外特性好的电源模块将承担更多的电流，甚至过载，从而降低了可靠性；分担电流小的模块可能处在效率不高的工作状态。

因此必须采取均流措施。

同时分布式电源系统对两个技术提出了更高的要求：
1）并联模块间的自动均流技术；
2）模块的智能化技术。

电源模块的数字化能够提高其可靠性和产品一致性等工程问题，并且有利于实现智能化，是应用技术的发展方向。

2 平均电流法
目前常用的均流方法有：输出阻抗法、主从设置法、平均电流法、最大电流法、热应力自动均流法和采用均流控制器的方法等。

为了提高电源系统的可靠性和可维护性，采用的均流方法最好有如下特点：
1）单个模块的故障不影响整个系统的正常运行；
2）模块之间自动实现均流，无需人为的调整和设定，无需模块之外控制器的介入。

考虑到均流算法和数字化的特点和互补性，本系统选用平均电流法。

这种。

开关电源16、并联均流

备为从机，每台主、从机有各自的电流环，电压环共用一个并设置于主机中，主机的电压环输出信号Vi经过通信传输从机，在从机中实现内环电流控制，达到均流的功能。（从机按照电流源特性运行）
缺点：一旦主机发生故障，电源系统瘫痪；主机、从机之间需要通信联系，使系统复杂。
得更多电流。
本质上还是自动选主法。
5、其他均流法：平均值均流法等参考文章：蔡宣三《并联开关电源的均流技术》电力电子技术，95年3期。
并联均流方法
1、输出阻抗均流法：调节开关电源的输出外特性的斜率（输出阻抗），达到均流目的。开关电源的输出外特性： V V I R
0 0 max 0
两台电源并联时,如果能将电源1的外特性斜率调整接近电源2，可使得电流分配均衡。
优点：简单。缺点：输出阻抗加大，负载电流变化会引起大的电压变化。
开关电源的并联均流
概述
开关电源在以下两种情况下，采用几台并联运行： 1、需要大功率输出； 2、需要供电可靠性非常高。采用N+M 台电源并联，其中N台供给负载所需电流，另外M台为后备电源。正在工作的N台电源中即使有M 台发生故障，也能保证提供100％的负载电流。可靠性的提高以牺牲成本为代价。开关电源并联运行不能简单地将多台电源输出端并联联接在一起。并联后输出电压被强制相等，但是由于电源参数的分散性，使得每台电源开路电压和内阻存在差异，并联后电流分配不均衡。开路电压存在差异：误差放大系数和电阻测量。内阻存在差异：并联输出母线。
3、改进主从均流法（自动选主法）：各个电源的电压调节器都处于工作状态，其输出仲裁出最大值，输出值最大的调节器为主调节器。主机故障失效，剩余电源自动仲裁出新的主电源，不影响系统工作。
4、最大电流均流法：电流信号通过下图电路进行仲裁，电流反馈uifk最大的电源二极管VDk导通，均流母线电压uSB（均流信号）正比于输出电流最大的电源电流。各电源调节自身电流方法：均流信号uSB同代表本电源电流的信号uifk的误差乘比例系数kSk后加到电源电压给定中。误差大时，提高本电源电压给定，使得本电源分

开关电源并联均流技术Word

开关电源并联均流技术Technique of Parallel Balanced Current in SMPS北京电子信息大学路秋生张艳杰(北京100031)摘要：讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其主要工作原理及特点。

关键词：均流主从控制电源内阻1引言在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。

但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。

不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”的问题，而解决方法的不同，对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。

由于目前稳定电源输出扩流应用较多，本文仅讨论开关电源并联均流技术。

均流的主要任务是：（1）当负载变化时，每台电源的输出电压变化相同。

（2）使每台电源的输出电流按功率份额均摊。

2提高系统可靠性方法（1）在电源并联扩流过程中，为了提高系统工作稳定性，可采用N＋m冗余的方法。

其中m 表示冗余份数，m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也相应增加。

（2）采用均流技术保证系统正常工作。

在电源并联扩流中，应用较为广泛的办法是自动均流技术。

它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能力，又保证每个单元可靠工作的目的。

（3）均流技术应满足条件：·所有电源模块单元应采用公共总线。

·整个系统应有良好的均流瞬态响应特性。

·整个并联输出扩流系统有一个公共控制电路。

（4）常用的几种并联均流技术：·改变单元输出内阻法（斜率控制法）·主/从控制法（master/slave）·外部控制电路法·平均电流型自动负载均流法·最大电流自动均流法（自动主/从法、民主均流法）·强迫均流法3关于均流技术中常用的一些概念3．1稳压源（CV）电路框图和特性曲线分别如图1（a）、（b）所示，输出电压UO=RFUREF/R1（a）（b）图13．2稳流源（CC）电路框图和特性曲线分别如图2（a）、（b）所示，输出电流IO=RFUREF/（RSR1）（a）（b）图23．3CV/CC（恒压/恒流交叠）特性曲线如图3所示图34常用几种均流技术的工作原理4.1改变单元输出内阻法（斜率控制法、电压下垂式、输出特性斜率控制式）实现方式：·UO固定，改变斜率·斜率固定，改变输出电压（1）工作原理和特性曲线（a）（b）图4见图4（a）、（b），图中△Imax=△UOImax/△Uslope，内阻RO=△UO/△IO当单元输出电流IO1增加时，IO1在电流检测电阻RS上的压降增加，致使A1输出电压增加，与单元电压反馈信号Uf叠加后送至A2反相输入端，经A2放大后输出Ur变负，利用这个Ur电压控制单元输出电流，从而实现均流。

并联开关电源的均流方法

并联开关电源的均流方法Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998并联开关电源的均流方法大量电子设备，特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建一个大功率、安全可靠、不间断供电的电源系统。

如果采用单台电源供电，该变换器势必处理巨大的功率、电应力大，给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提供带来困难。

并且一旦单台电源发生故障，则导致整个系统崩溃。

采用多个电源模块运行，来提高大功率输出是电源技术发展的一个方向。

并联系统中每个模块处理较少功率，解决了上述单台电源遇到的问题。

在大功率DC／DC中，为了获得更大的功率，特别是为了得到大电流时，经常采用N个单元并联的方法。

多个单元并联具有高可靠性，并能实现电路模块标准化等优点。

然而在并联中遇到的主要问题就是电流不均，特别在加重负载时，会引起较为严重的后果。

一、一种新的电流采样方法如前所述，在均流系统中一些传统的电流采样力法都或多或少有些缺点。

而本文提出的这种新的电流采样力法，既简单方便，又没有损耗。

下面以图l所示的Buck电路为例，说明这种新的电流检测方法的原理和应用。

电流检测电路由一个简单的RC网络组成，没流过L的电流为iL，流过C的电流为ic，L两端的电压为vL，输出电压为vo上电压为vc，则有vL+iLR1+vo．=vc+icR (1)对式(1)在一个开关周期求平均值得式中：VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值，显然VL=O；Vo为输出电压平均值；IL电感电流平均值，等于负载电流ILoad;Ic是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值，显然Ic=0；R1为电感的等效串联电阻(ESR)。

开关电源并机均流原理

开关电源并机均流原理小伙伴们！今天咱们来唠唠开关电源并机均流这个超有趣的事儿。

咱先得知道啥是开关电源并机。

你就想象啊，有好几个开关电源，就像一群小伙伴手拉手，它们一起工作来给设备供电呢。

那为啥要并机呢？这就好比一个人搬东西可能有点吃力，多几个人一起搬就轻松多啦。

多个开关电源并机可以提供更大的功率，满足那些对电源需求比较大的设备。

那均流又是啥呢？这可太重要啦。

要是这几个开关电源一起工作的时候，有的特别卖力，有的在那儿偷懒，那可就乱套了。

均流就是要让这些并机的开关电源都能合理地分担电流，就像大家一起分任务一样公平公正。

咱来聊聊均流的原理哈。

有一种是通过硬件电路来实现均流的。

这里面有个很关键的东西叫均流电阻。

你可以把这个均流电阻想象成一个小裁判。

每个开关电源输出的电流都要经过这个均流电阻。

如果哪个电源输出的电流大了，在这个电阻上产生的电压就会高一些。

这个电压信号就会告诉这个电源：“你太猛啦，收敛点。

”然后这个电源就会调整自己的输出，让电流降下来一点。

这样呢，各个电源输出的电流就会慢慢变得差不多啦。

还有一种是通过软件算法来实现均流的哦。

这就更高级啦。

它就像一个超级聪明的大脑在指挥着这些开关电源。

软件会不断地监测每个电源的输出电流情况。

如果发现有电源输出的电流不均匀，它就会根据预先设定好的算法来调整每个电源的工作状态。

比如说，它会给输出电流大的电源发个指令：“你悠着点，分点活给其他小伙伴。

”然后给输出电流小的电源说：“你加把劲呀。

”这个软件算法就像是在协调一群调皮的小朋友，让它们都能好好干活。

你知道吗？均流对开关电源并机系统的稳定性可太重要啦。

如果不均流，有的电源可能会因为负担过重而提前“累垮”，也就是损坏啦。

这就像一群人抬东西，要是有个人一直承担大部分重量，他肯定先受不了。

而如果均流做得好，这些开关电源就可以和谐共处，一起为设备稳定地供电，设备也就可以安心地工作啦。

而且啊，均流还能提高整个电源系统的可靠性呢。

机载计算机开关电源的并联均流技术

机载计算机开关电源的并联均流技术
机载计算机开关电源的并联均流技术
简单的介绍了机载计算机开关电源的工作原理,机载计算机开关电源在并联时,严重地存在着负载电流不能被各个机载计算机开关电源均匀分担的问题,经过理论分析,简单说明了并联对机载计算机开关电源的影响,以及机载计算机开关电源的并联均流方式,同时介绍了负载均衡控制器UC3907实现机载计算机开关电源并联均流技术的原理.
作者：谢军贤付金泉纪传滨韩钰欣 XIE Jun-xian FU Jin-quan JI Chuan-bin HAN Yu-xin 作者单位：中国航空计算技术研究所,陕西,西安,710068 刊名：航空计算技术ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL COMPUTING TECHNIQUE 年，卷(期)：2007 37(1) 分类号：V242.2 关键词：机载计算机开关电源并联均流。

开关电源均流原理

开关电源均流原理开关电源是一种将电能源转换为稳定的直流电压输出的电源，广泛应用于电子设备中。

均流原理是开关电源中的一个重要概念，指的是通过一定的方法使得开关电源的输出电流能够保持基本均匀分布。

开关电源工作原理开关电源主要由输入端、输出端和控制电路组成。

输入端接收交流电，通过整流、滤波等过程将交流电转换为直流电，并经过功率因数校正电路进行修正。

接着，由MOSFET管控制的开关变压器将直流电转换为高频脉冲电流，经过输出滤波电路后得到稳定的直流电压输出。

在开关电源中，均流原理的目的是使得输出端的电流均匀分布，避免过大的电流在一些部分集中而引起的热量积聚和损坏。

常见的实现均流的方式有两种：电荷均流和自适应均流。

1.电荷均流电荷均流是通过在输出电路中串联电阻来实现的，将输出电流均匀地分配到每个负载上。

这样可以保持负载的电流基本相等，从而使得电源的输出电流更加稳定。

电荷均流的实现需要注意两个关键问题：电阻值的选择和阻值的精度。

首先，电阻的值要足够大，以使得电流在电阻和负载之间几乎能够平均分配。

其次，电阻的阻值要相对精确，以保证均流效果的稳定性。

2.自适应均流自适应均流是通过反馈控制实现的，根据负载情况调节输出电流以使得电流分布均匀。

在这种方法中，通过检测电流的变化，判断各个负载的电流情况，再通过控制电路调节输出电流大小和分配，实现均流的效果。

自适应均流相对于电荷均流来说，更加灵活和精确。

它能够根据负载的变化实时调整输出电流，保持负载的电流均匀分布，适应不同负载的需求变化。

总结开关电源均流原理是保证开关电源输出电流均匀分布的重要手段。

通过电荷均流和自适应均流两种方式，可以实现输出电流的均匀分配，避免电流过大集中造成设备损坏。

电荷均流需要合适的电阻选择和精确的阻值，而自适应均流则更加灵活适应各种负载情况。

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理较小功率，解决了单台电源遇到的问题。大功率输出和分布式电源，使电源模块并联技术得以迅速发展。然而一般情况下不允许模块输出问直接进行并联，必须采用均流技术以确保每个模块分担相等的负载电流，否则，并联的模块有的轻载运行，有的重载甚至过载运行，输出电压低的模块不但不为负载供电，反而成了输出电压高的模块的负载，热应力分配不均，极易损坏。因而实现开关电源并联运行的核心是均流技术。若采用多个电源模块
２传统并联均流方案与模拟控制方式
传统的并联均流方案有改变输出内阻法、主／从法、平均电流自动均流法、外接控制器法、热应力自动均流法及最大电流均流法等，这些均流方法多数采用的是模拟量控制，由于模拟控制是连续的信号处理，其带宽允许范围很大，有许多集成芯片实现成熟的控制。图１为，ｚ个并联模块中一个模块按平均电流自动均流的控制原理图。
监控模块和各个模块都以ＤＳＰ为控制核心，监控模块检测输入输出总电压、电流及温度等参数，进行欠压、过流、温度等保护，同时检测模块个数，经过处理，设定各模块的工作方式和工作电流值或电压值，通过ＣＡＮ总线通信，进行强制均流，并且通过闭环反馈达到闭环控制目的。还可实现热插拔并联冗余，当故障模块自动退出并发出报警，剩余模块按照总控设定的工作模式自动均分负载。选用８２Ｃ２５０为ＣＡＮ控制器与物理总线之间的接口电路，它能够提供对总线的差动接收和发送功能，以实现总线上各节点间的电气隔离，高达１Ｍｂｐｓ通信速率完全可满足数字均流技术实时通信的目的。
基准电压【，，和均流控制电压【，。的综合△Ｕ，它与反馈电压比较放大后产生电压误差Ｕ。，控制ＰＷＭ。Ｕ；为电流放大器的输出信号，它与每个模块的输出电流成正比。当ｎ＝２时，也就是两个模块并联运行状态下，己厂ｉ。和己，ｉ。分别为模块１和２的电流信号，它们都经过阻值为Ｒ的电阻接到均流母线上。当流入母线的电流为零时，
实时通信的要求。通过ＣＡＮ，能够实现并联工作的各电源模块问的数据通信，且硬件接口简单，但ＣＡＮ总线采用了ＯＳＩ参考模型的３层协议物理层和数据链路层，仅可实现节点间无差错的数据传输，其他层的协议可根据需要自己定义。许多单片机（包括ＤＳＰ控制器）都有内置通信模块。选用这些单片机片内的通信模块实现数据通信，无论对于增加可靠性，还是简化软硬件设计都有很大的帮助。ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ控制器具有较高的Ａ／Ｄ转换速率、较小的封装，并且带有ＣＡＮ模块。可作为主电路的控制核心。
万方数据
３０
淮海工学院学报（自然科学版）
２００６年３月
并联供电，不但可提供所需电流，而且可形成ｎ＋仇冗余结构，提高系统的稳定性，可谓一举两得。本文先从电源的并联均流一般原理出发，介绍几种传统的并联均流方案，并结合简单电路图，讨论其工作原理及优缺点，最后详细介绍强迫均流的模拟控制方式和数字控制［１］。１
ａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ
ｃｕｒｒｅｎｔ，
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｈａｒｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｃｌａｒｉｆｉｅｓｓｅｖｅｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｂａｌａｎｃｅｄ
ｃｕｒｒｅｎｔｏｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｖｅｒａｇｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓＤＳＰ
饥
图１模拟控制均流原理图
Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ
ｄｉａｇｒａｍｏｆａｎａｌｏｇ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｖｅｒａｇｅｃｕｒｒｅｎｔ
并联各模块的电流放大器输出端（以点），通过取样电阻Ｒ接到均流母线上。电压放大器输入为
万方数据
第１期
张天芳：开关电源的并联运行及其数字均流技术
３ｌ
控制方法灵活的特点，很容易做到单个模块故障时不影响与其并联的其它模块的正常运行。要实现模块之间的自动均流，模块之间的数据交换是必需的功能。因此，实现数字均流的关键技术之一是通信技术。采用何种通信方式、制订怎样的通信协议，既能够实现数据的可靠和高速交换又能使通信接口简单，是数字均流技术首先要研究的内容。ＣＡＮ总线是为控制系统设计的，属总线式串行通信网络，支持分布式和实时控制，与一般通信总线相比，ＣＡＮ具有突出的可靠性、实时性和灵活性，对
载
数字均流原理
（ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ）控制的数字均流原理框图。
（１）电源单元和监控单元的软件。高频开关电源单元主要由数据采集、电压电流输出给定、键盘和ＬＥＤ显示、故障处理及与监控单元通信等子程序组成。监控单元主要由键盘和液晶显示，ＥＥＰＲＯＭ
图２数字均流原理图
Ｆｉｇ．２
以及与电源单元和ＤＳＰ通信等子程序组成。如果
大容量、安全可靠、不间断供电的电源系统。如果采用单台电源供电，该变换器势必处理巨大的功率，电应力大，给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高带来困难，且一旦电源发生故障，则整个系统崩溃。采用多个电源模块并联运行来提供大功率输出是电源技术发展的一个方向，其系统中每个模块处
收稿日期：２００５—１０—２０；修订日期：２００６一Ｏｌ—１０作者简介：张天芳（１９７６一），女，山东威海人，兰州理工大学电气与信息工程学院硕士研究生，讲师，主要从事大功率开关电源的研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｊｎｚｔｆ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ。
ａｓａ
ｏｆａｎａｌｏｇｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒＤＣｓｗｉｔｃｈｉｎｇＣＡＮｆｉｅｌｄｂｕｓａｎｄｔａｋｉｎｇｄｏｕｂｌｅ
ｃｕｒｒｅｎｔ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ
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于１００ｍｓ级响应时间的均流控制来说，能够满足其
３．２．２单个模块的工作原理
图３为数字开关电
源原理图，每个模块都有其单独的处理单元，在控制上采用双环控制，以电流环为内环，电压环为外环，既可恒压控制也可恒流控制。通过霍尔元件检测本身的输入输出电流电压，然后与监控单元设定的工作电流或电压进行比较，并按照监控单元设定的工作模式不断调整数字ＰＷＭ，达到强制均流。每个模块的输出端接有单向导通二极管，即使模块发生故障也不会使模块之间产生电流环路。
即母线电压Ｕ是Ｕ；。和【，；ｚ的平均值，也代表了模块１和２的输出电压平均值。【，；与Ｕ６之差代表均流误差，通过调整放大器输出得到用于调整用的电压。当Ｕ；一Ｕｂ时，Ｕｃ一０表明已经实现了均流。一
旦电流分配不均，则Ｕ；≠阢，【，。≠０，以此来调节
ＡＵ，从而控制ＰＷＭ，达到均流的目的。传统均流技术模拟量控制可精确地实现均流，容易构成冗余系统，且均流模块的数量理论上可以不限。但传统方案也有缺陷，如改变输出内阻法调整精度不高，每个模块必须个别调整，若并联模块功率不同，容易出现模块间电流不平衡；主／从法一旦主模块失效，则整个系统崩溃；平均电流自动均流法当公共母线ＣＳＢ发生短路或接在母线上的任一电源模块单元不工作时，会促使各电源模块输出电压
３．２．１
Ｆｉｇ．３
图３数字开关电源原理图
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｇｉｔａｌｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ
３．２．３数字控制的实现
本文采用软件控制强迫
均流，是通过软件计算比较模块电流与系统平均电图２为采用双ＤＳＰ流，然后再调整模块电压，使其电流与平均电流相等。软件方式易于实现，均流精度高，但其瞬态响应较差，调节时间长。软件控制时实现恒流控制的算法较多，采用增量式ＰＩ控制算法控制效果较好。
ｗｉｔｈ
ｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｉｎａｃｔｕａｌｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｅ；ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒｏｌ；ａｎａｌｏｇｃｏｎｔｒｏｌ；ＣＡＮｂｕｓ；ｆｏｒｃｅｄｂａ】ａｎｃｅｄ
ｃｕｒｒｅｎｔ
０
引言
计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建
下调，甚至达到下限，引起故障。尤其是大系统中，系统稳定性与负载均流瞬态响应的矛盾很难解决。
３并联强迫均流与数字均流控制实现
３．１并联强迫均流所谓强迫均流，就是通过监控模块实现均流。实现方式主要有软件控制和硬件控制两种。从对传统均流技术的分析，笔者发现采用模拟均流控制存在一定的问题，若采用数字方法实现，采用通信方式
并联均流一般原理
并联电源系统中各模块按照外特性曲线分配负
（％一Ｕｂ）／Ｒ＋（己，ｉ２一Ｕ。）／Ｒ一０，
根据式（１）可得
Ｕｂ一（Ｕｎ＋Ｕｉ２）／２，
（１）
（２）
载电流，外特性的差异是电流难以均分的根源。正常情况下，各并联模块输出电阻为恒值，输出电流不均衡主要是由于各模块输出电压不相等引起。均流的实质即通过均流控制电路，调整各模块的输出电压，从而调整输出电流，以达到电流均分的目的。一般开关电源是一个电压型控制的闭环系统，均流的基本思想是采用各自输出电流信号，并把该信号引入控制环路中来参与调整输出电压。选择不同的电流信号注入点，可以直接调节系统基准电压、反馈电压误差、或者反馈电流误差，形成多种均流方案，以满足不同的稳态性能和动态响应。
张天芳
（兰州理工大学电气与信息工程学院，甘肃兰州