论高频开关电源模块并联均流之设计

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论高频开关电源模块并联均流之设计

55科协论坛·2009年第2期（下）工程技术与产业经济模块化是高频开关电源的发展方向之一，对于并联运行的模块，最关键的问题是单个模块根据各自的功率等级平均负担负载电流，也就是并联模块之间的均流问题。

1 高频开关电源模块并联均流方案之比较为了提高系统的稳定性和实用性，并联电源必须具有下列特性：各模块承受的电流能动平衡，实现均流；当输入电压或负载电流变化时，应保持输出电压稳定，并且均流的瞬态响应好；采用冗余供电系统保证任一电源模块故障时，负载可以获得足够的功率，并且能实现故障模块自动隔离和热更换。

笔者重点对输出阻抗法、主从设置法、平均值均流法和最大电流自动均流法的优缺点进行归纳总结：输出阻抗法是最简单实现并联均流的方法，不需要在并联模块之间建立连线，各个电源模块之间比较独立，它是通过改变模块等效内阻实现并联均流的。

在提高均流性能的同时必然会导致电压调整率的下降，难以应用在电压调整率要求较高的电源系统中。

由于等效内阻相对较小，此方法在大电压、高功率的电源系统中使用收到很大的限制，但由于其简单性，在小功率场合中有着广泛的应用。

主从设置法利用双环控制，提高均流效果，使电源系统的容量大大提高。

但是在工程实践中应用很少，它没有真正实现了冗余系统，主模块的稳定性决定了整个电源系统的性能，失去并联均流系统的大部分优势。

平均电流值自动均流法可以精确的实现均流，可靠性较高。

但当均流母线发生短路，或任何某个模块不工作时，均流母线电压下降，导致系统电压下降，造成电源无法正常工作。

在每个模块输出电流信号和均流母线间串接一个可控开关，在故障情况下及时断开该模块，保证系统正常的工作。

最大电流自动均流法的均流母线体现输出电流最大的那个模块的电流信号即主模块，当其它从模块的输出电流超过主模块的输出电流会自动变成主模块。

此方法可以实现较好的冗余，其控制方法也比较多，是比较理想的均流方法。

2 高频开关电源模块并联负载均流方案通过对不同均流方法的分析，可知不同方法各有各自的优点和缺点。

开关电源并联运行及其均流技术

开关电源并联运行及其均流技术摘要：大功率输出和分布式电源是电源技术发展的方向，这使得电源的并联均流技术成为一个研究热点。

为此，本文系统地分析和总结了目前电源并联均流技术原理、主要均流方法。

关键词：并联均流控制外特性模块1 引言大量电子设备，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。

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。

并联系统中每个模块处理较小功率，解决了上述单台电源遇到的问题。

八十年代起，分布式电源供电方式成为电力电子学新的研究热点。

相对于传统的集中式供电，分布式电源利用多个中、小功率的电源模块并联来组建积木式的大功率电源系统。

在空间上各模块接近负载，供电质量高，通过改变并联模块的数量来满足不同功率的负载，设计灵活，每个模块承受较小电应力，开关频率可以达到兆赫级，从而提高了系统的功率密度。

对于多个模块并联运行电源系统的基本要求是[2]：一是输入电压或者负载发生变化时，保持输出电压稳定;二是控制各模块的输出电流，实现负载电流平均分配，均流动态响应良好。

为提高系统可靠性，并联系统应该具备以下特性：实现冗余。

当任意模块发生故障时，其余模块继续提供足够电能，整个电源系统不会崩溃;实现热拔插，电源系统真正意义上的不间断供电;均流方案无需外加均流控制单元;使用一条公共的低带宽均流总线来连接各模块单元。

式中N为并联模块数，Io为负载电流，ΔIomax为最大电流与最小电流之差。

正常情况下，各并联模块输出电阻是个恒值，输出电流不均衡主要是由于各模块输出电压不相等引起。

均流的实质即是通过均流控制电路，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样各自输出电流信号，并把该信号引入控制环路中，来参与调整输出电压。

开关电源模块并联供电系统设计

开关电源模块并联供电系统设计【摘要】选用开关电源芯片LM2596和load sharing芯片UCC29002，并选用两片load sharing芯片UCC29002的配合使用，通过调节上路电路中连接在UCC29002电位器，使上下两路对称，实现自动均流。

并由单片机监控调节，确保电路安全，灵活变换。

【关键词】LM2596；UCC29002；反馈1 系统整体设计方案系统整体如图1所示。

图 1 系统整体框图2 主要模块设计方案2.1 供电系统桥式整流电路的工作原理如图2：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。

电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。

电路中构成e2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

图 22.2 DC模块的选择电源芯片采用美国国家半导体的LM2596—ADJ它是一款降压型的PWM调节方式的开关稳压电源的芯片，内部振荡源频率为150KHZ，最大输出电流3A，最大输出电压40V，基本可以满足题目要求。

它通常被作为恒压电源应用，此时其通过电压取样电压反馈稳压方式达到稳定电压的目的。

2.3 输出电流比例实现方案输出电流比例实现有两种方案。

一是通过单片机控制ucc29002来实现电流比例，但电路极其复杂。

二是调节内部参数使DC-DC模块输出电流1：2。

当电流需要1：1的时候，通过检测，单片机识别选通，让均流模块电路ucc9002工作，实现电流1：1。

UCC29002采用一个高增益、高精度的放大器，能检测到外面的输入的微小的电压变化量，放大倍数的大小可以通过改变外电路的参数获得。

UCC29002中的电流检测放大器的输入偏置电压极低，使得它可以精确的检测到一个阻值很小的电流采样电阻上的微小电流变化量。

并联均流高频开关电源的

过热保护
当电源温度过高时，保护电路会触发保护动作，防止损坏设备。
04
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并联均流高频开关电源的实验及分析
实验系统的搭建
电源模块
选择合适的电源模块，以满足实验需求。
控制器
设计合适的控制器，以实现并联均流控制。
开关器件
采用高速开关器件，以实现高频开关。
测量仪器
准备相应的测量仪器，如电压表、电流表等。
并联均流高频开关电源
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目录
• 并联均流技术概述 • 并联均流技术的实现方法 • 并联均流高频开关电源的设计 • 并联均流高频开关电源的实验及
分析
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目录
• 并联均流高频开关电源的应用与前景
• 并联均流高频开关电源的相关问题及解决方案
01
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自动与强迫均流法相结合具有响应速度快、稳定性好、控制精度高等优点。同时，它还能够有效地克服单一方法存在的缺点和不足之处。
自动与强迫均流法相结合也存在一些缺点，例如实现起来较为复杂，需要更多的元件和调试工作量等。此外，在某些情况下可能会出现系统稳定性和鲁棒性之间的权衡问题。
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并联均流技术的发展历程
从20世纪80年代开始，电力电子技术得到了迅速发展，开关电源也得到了广泛应用。
到了90年代，随着计算机技术和通信技术的不断发展，开关电源的应用领域越来越广泛，对开关电源的可靠性和性能要求也越来越高。
在这种情况下，并联均流技术逐渐得到了发展和应用，成为了一种提高开关电源可靠性和性能的重要技术。
05
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开关直流电源设计(原理及结构)

并联型高频开关直流电源的系统设计关键字：开关电源 PWM 并联均流模块随着模块化电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日见重要。

这里介绍了一种新型并联型高频开关电源整流模块的系统设计方案。

其中，对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。

控制电路以UC3525为核心，构成电流内环、电压外环的双环控制模式，实现系统稳压和限流。

并且通过小信号模型分析，对电压电流环的PI调节器进行设计。

近几年来，各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。

随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求不断提高。

电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。

开关频率的提高可以使开关变换器（特别是变压器、电感等磁性元件以及电容）的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。

另外，提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。

但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关，而早期的脉宽调制（PWM）开关电源工作在硬开关模式，在硬开关中功率开关管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的，电路的开关损耗很大，开关频率越高，损耗越大，不但增加了热设计的难度而且大大降低了系统得可靠性，这使得PWM开关技术的高频化受到了许多的限制。

根据高频电力操作电源的设计要求，结合实际的经验和实验结果选择合适的开关器件，设计出稳定可靠、性能优越的控制电路、驱动电路、缓冲电路以及主要的磁性元器件。

对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。

采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。

1、系统原理的设计思想在设计大型的开关电源模块时，首先需要对系统有一个整体的规划，以便于设计整体结构及相应的辅助电源。

手把手教你学会模块电源并联均流主从设置法

手把手教你学会模块电源并联均流主从设置法
在昨天的技术文章介绍中，我们详细的分析了如何利用输出阻抗法实现模块电源并联均流。

然而，这种方法在实际工作中存在很多缺陷，这就需要工程师合理进行选择。

今天要为大家介绍的是利用主从设置法完成电源模块并联并实现均流的方式，希望能够通过本文的介绍，帮助工程师更好的完成多电源模块并联工作。

所谓的主从设置法，指的是在并联的n个变换器模块中，通过人为的程序制定，将这些电源其中的一个指定为主模块，而其余各模块跟从主模块分配电流，称为从模块。

该方法适用于有电流型控制的并联开关电源系统中，电流型控制是指开关电源模块中有电压控制和电流控制，电流环为内环，电压环为外环。

下图为n个变换器模块并联的主从控制原理图。

图为主从模块设置法均流控制原理图
从上图中我们可以很清楚的看到，图中每个电源模块珺为双环控制系统，在这种控制系统中，工程师将模块l设定为主模块并使其按电压控制规律工作，其余的n一1个模块按电流型控制方式工作。

vr为主模块的基准电压，Vf为输出电压反馈信号。

经过电压误差放大器，得到误差电压Ve，它是主模块的电流基准，与Vll（该参数反映主模块电流Il大小）比较后，产生控制电压Vc，控制调制器和驱动器工作。

主模块电流将按电流基准vc调制，即模块电流近似与ve成正比。

在完成并联设置后，各个从模块的电压误差放大器接成跟随器的形式，主模块的电压误差ve输入各跟随器，跟随器输出均为Ve，为从模块的电流基准，因此各个从模块的电流均按同一Vc值调制，与主模块电流基本一致，从而实现模块间的均流。

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)。

开关电源模块设计及其并联均流研究

ｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｃｈｏｏｓｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐａｌｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＣＡＮｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ｄｉｓｔａｌｓｉｇｎａｌ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ）ｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅ，Ｂａｎｇ—Ｂａｎｇａｎｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｌｄｉｓｃｒｅｔｅ（ＰＩＤ）ａｒｅｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌ
文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１６）０５—００６９—０３
ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＭｏｄｕｌｅａｎｄＳｔｕｄｙｏｆＰａｒａｌｌｅｌＣｕｒｒｅｎｔＳｈａｒｉｎｇ
ＺＥＮＧＭｉｎ，ＸＵＣｈａｏ—ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｊｉｅ（ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐａｒａｌｌｅｌｓｙｓｔｅｍｏｆＤＣｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｂａｓｅｄｏｎＣＡＮｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｚｅｒｏｖｏｌｔａｇｅ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＺＶＳ）ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｏｐｏｌｏｇｙｗｉｔｈｃｌａｍｐｉｎｇｄｉｏｄｅｓｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｍｏｄｕｌｅｓ．Ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
开关电源并联系统设计中主要存在两个关键问题，即电源模块设计与并联均流控制。软开关技术是开关电源发展的重要方向．但传统移相软开关中未考虑输出整流管反向恢复存在的电压尖峰和振荡，这些不利于提高电源效率并影响电源的可靠性，这里采用加箝位二极管的ＺＶＳ软开关主电路拓扑［２］。在变换器超前与滞后两桥臂之间反并联两个二极管，达到消除输出整流二极管上电

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)。

并联均流技术

压稳定，均流的瞬态响应好。
并联均流的方法
输出阻抗法；主从法；自动均流法（平均电流法、最大电流法）；热应力自动均流法；外加均流控制器法
一、输出阻抗法
Droop法 ——调节输出阻抗均流
开关电源概述
开关电源技术——
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输出阻抗法
等效电压源
输出阻抗法
实质：按电流反馈改变参考电压以改变输出电压
开关电源并联均流技术
开关电源并联
适用于分布式电源系统；容易处理低电压大电流；易于扩展及维护；每个单元只处理小功率；器件的应力降低；可以冗余设计，提高可靠性
分布式电源系统
并联均流的一般要求
各模块承受的电流能自动平衡，实现均流；为提高系统的可靠性，尽可能不增加外部均
流控制，并使均流和冗余相结合；输入电压或负载电流变化时，应保持输出电
二、主从设置法
适用于电流型控制不适用于冗余系统
开关电源概述
开关电源技术——
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主从设置法
三、平均电流自动均流法
各模块电流放大器的输出端接电阻连接到公共母线上
开关电源概述
开关电源技术——
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自动均流法
单一模块的接法：要求电阻R上不应有电压，否则意味着不均流。
四、最大电流自动均流法
自动设定主从模块输出电流最大的是主模块
“民主均流法”
开关电源概述
开关电源技术——
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UC3907
五、热应力自动均流法
按模块电流和温度均流
开关电源概述
开关电源技术——
15热应力自动均流法 Nhomakorabea六、外部控制器均流
开关电源概述
开关电源技术——
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外部控制器均流

并联均流高频开关电源的研究

并联均流高频开关电源的研究随着电子技术的不断发展，高频开关电源已经成为各行业应用电源的主要选择。

而在这些高频开关电源中，例如电子设备、LED照明、电动汽车等的电源和充电器中，最常见的电路设计之一就是并联均流高频开关电源。

这种电源有很多优点，例如体积小、效率高、可靠性强、稳定性好等，因此成为电源设计中不可或缺的基础。

本文将围绕并联均流高频开关电源的研究展开，包括其电路设计、工作原理、优化方案和相应的应用。

一、并联均流高频开关电源电路设计：1.基本结构：最基本的电路结构是在输出端并联多个开关电路，通过一个均流电感器将电流均分到各个开关电路中，同时多个开关电路的输出端并联组成一个整体输出。

均流电感器既能保证多个开关电路之间电流的平衡，又能保证输出电流的稳定性。

一般均流电感器的参数可以根据具体的电源输出功率、输入电压等因素进行选择。

2.控制方案：高频开关电源中的控制方案有很多种，其中常见的有PWM（脉宽调制）控制、PFC（功率因数校正）控制和LLC（无频联控制）控制等。

其中PWM控制常用于较小功率的电源，PFC控制则适用于较大功率的电源，而LLC控制则能够同时满足高效率和电磁兼容性的要求。

3.稳压方案：由于并联均流高频开关电源的特性，其输出电压在负载变化时容易波动。

因此需要采用一种稳压方案来保证输出电压的稳定性。

常用的稳压方案有两种，一种是采用反馈控制方式来进行稳压，另一种是采用前级变压器来进行稳压。

两者的选择取决于具体的应用要求和设计成本。

二、并联均流高频开关电源的工作原理：在并联均流高频开关电源中，多个开关电路并联工作，共同向输出负载提供电流。

当输入电压变化时，各开关电路的工作状态也会随之变化，以保持输出电流的平衡。

由于开关电路的高频开关特性，电源的效率和稳定性都有很大的提升，同时可以通过均流电感器来保证各开关电路之间电流的平衡，从而达到均流的目的。

三、并联均流高频开关电源的优化方案：在设计并联均流高频开关电源时，可以通过以下方面进行优化：1.选择合适的均流电感器参数，以保证电流的充分均衡。

基于开关电源并联均流问题的分析

动力与电气工程34科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONLL O o O o R R R R R R U U U R I ⨯++⨯⨯-+⨯=)()(212112212(5)LLO o O o R R R R R R U U U R I ⨯++⨯⨯-+⨯=)()(212121121 (6)由式(5)(6)可知单个开关电源的输出电流与输出电阻,负载输出电压有关,故为了实现开关电源的并联均流运行需要关注下述两点。

(1)在开关电源的设计过程中,需要尽量采用参数一致的电子元件,PCB布局和走线均要做到对称,减少对外参数的不对称。

(2)可以采用反馈控制的方法,通过负反馈解决两路输出外特性差异,从而让两路参数实现一致。

1 开关电源并联均流原理与实现策略为确保输出外特性的稳定,既要考虑采用并联拓扑后所带来的各路不对称差异,也要考虑采用负反馈控制回路消除各路差异,从而确保整个供电系统能够在一个允许的输出范围内安全运行。

目前常用的并联均流技术有下垂均流法、主从均流法、平均电流自动均流法以及最大电流自动均流法等。

1.1 下垂均流法如图3所示,下垂均流法的检测电路由电流放大器、电压放大器以及检测电阻组成。

R s 为输出电流的采样电阻,U f 为电源模块的输出反馈电压。

电压放大器充当比较器,U e 输出误差电压信号控制单元输出电流,从而实现对输出电流的均衡控制。

①作者简介:佘国君(1983—),男,汉族,上海人,硕士,助理工程师,研究方向：开关电源的设计和故障分析。

DOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.28.034基于开关电源并联均流问题的分析①佘国君(欧姆龙(上海)有限公司上海 201206)摘要：开关电源具有效率高、尺寸小等优点,在交转直供电系统中应用广泛。

然而随着输出功率的持续增加,如果仅单个大功率开关电源供电,那么一旦出现故障就会带来不可预测的损失,因此,出现了使用几个小功率开关电源并联使用的新模式。

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。

一种并联均流技术的高频软开关电源

构下的最佳拓扑；在规模偏大的功率中，这一技术被接纳并拓展。伴随体系的延展，变电站配有的管控单元，凸显了复杂倾向；高频特性的直流电源，要符合设定出来的高水准。并联均流依循的管控方式，能化解软开关电源潜藏着的运行疑难，促动运转的稳定。
明辨并联均流依循的根本原理，摸索出最佳的技术路径。软开关相关的新颖技术、并联均流范畴内的新技术，是电子技术延
纳。电流型架构下的管控方式，是在高频特性的软开关以内，添加电压管控及关联着的电流管控；在这以后，建构起双闭环特性的新系统。在
展的走向。如上的技术整合，能促动高频电源固有的性能完善，提升原有的可靠特性。ＰＷＭ特有的软开关，以及衔接着的变换器，是直流架
三、主从管控的路径主从设计依托的管控方式，在电流型特有的电路以内，能被广泛接
来，分摊电流偏多的模块，会添加原有的热应力，降低了原本的寿命。
并联均流依托的根本技术，是分布架构下的电源技术，高频特性的软开
关，也要依循并联均流的细化技术，维持住正常的态势。为此，有必要
设的带宽应被限缩；主从电源衔接着的区段，要被设定成偏短的区段。四、自动态势下的均流途径
、
电源的运行机理
软开关电源的各类技术，增添了原有的类别，也延展了性能。高频
特性的开关电源，供电态势下的可靠特性会凸显出区别。具体而言，软开关电源依循的运行路径，可以分成如下层级：
＝ＡＣＡＸ２一
．
差电压。这样做，就调和了模块单元范畴内的电流数值，达到期待中的

高频开关电源的并联均流系统

高频开关电源的并联均流系统高频开关电源的并联均流系统关键词：开关电源；脉宽调制；均流引言1PWM控制电路TL494是一种性能优良的脉宽调制控制器，TL494由5V基准电压、振荡器、误差放大器、比较器、触发器、输出控制电路、输出晶体管、空载时间电路构成。

其主要引脚的功能为：脚1和脚2分别为误差比较放大器的同相输入端和反相输入端；脚15和脚16分别为控制比较放大器的反相输入端和同相输入端；脚3为控制比较放大器和误差比较放大器的公共输出端，输出时表现为或输出控制特性，也就是说在两个放大器中，输出幅度大者起作用；当脚3的电平变高时，TL494送出的驱动脉冲宽度变窄，当脚3电平变低时,驱动脉冲宽度变宽；脚4为死区电平控制端，从脚4加入死区控制电压可对驱动脉冲的最大宽度进行控制，使其不超过180°，这样可以保护开关电源电路中的三极管。

振荡器产生的锯齿波送到PWM比较器的反相输入端，脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端，通过PWM比较器进行比较，输出一定宽度的脉冲波。

当调宽电压变化时，TL494输出的脉冲宽度也随之改变，从而改变开关管的导通时间ton，达到调节、稳定输出电压的目的'。

脉冲调宽电压可由脚3直接送入的电压来控制,也可分别从两个误差放大器的输入端送入,通过比较、放大,经隔离二极管输出到PWM比较器的正相输入端。

两个放大器可独立使用,如分别用于反馈稳压和过流保护等，此时脚3应接RC网络，提高整个电路的稳定性。

如图1所示，PWM脉冲的占空比有内部误差放大器EA1来调制，而内部误差?大器EA2则用来打开和关断TL494，用于保护控制。

脚2和脚15相连，并与公共输出端脚3相连通，因脚3电位固定，所以，TL494驱动脉冲宽度主要由脚1（PWM调整控制端）来控制；脚16是系统保护输入端，系统的过流、过压、欠压、过温等故障以及稳压或稳流切换时关断信号都是通过脚16来控制。

锯齿波发生器定时电容CT=0.01μF，定时电阻RT=3kΩ，其晶振频率fosc==36.6kHz。

一种高频开关电源系统的并联均流控制方法

一种高频开关电源系统的并联均流控制方法王明玥;温金鑫;于洪泽;韩松;陆桂军【摘要】苛刻的本地负载对开关电源性能有更高的要求.针对并联开关电源系统的均流度与负载调整率之间的矛盾,提出了一种高频开关电源系统的并联均流控制方法.平均电流前馈使开关电源输出统一化,降低模块个体的软硬件参数差异对并联电压和电流的影响;在平均电流前馈的基础上,引入均流差值及其虚拟阻抗,根据负载调整率、电流均流度等电能要求给出虚拟阻抗表达式形式及最小值,保证并联系统良好的均流程度.仿真和实验验证了所提控制方法的有效性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2019(049)001【总页数】5页(P68-71,82)【关键词】高频开关电源;平均电流前馈;均流差值;虚拟阻抗;并联均流【作者】王明玥;温金鑫;于洪泽;韩松;陆桂军【作者单位】天津电气科学研究院有限公司,天津 300180;天津电气科学研究院有限公司,天津 300180;天津电气科学研究院有限公司,天津 300180;天津电气科学研究院有限公司,天津 300180;天津电气科学研究院有限公司,天津 300180【正文语种】中文【中图分类】TN86在军事装备、电力系统、工业设备、邮电通信等行业，大功率高频开关电源被应用广泛，其直接关系到被供电系统的稳定性、可靠性以及各项输出性能。

随着电力电子行业的飞速发展，高频开关电源以其效率高、体积小、控制灵活等特性，占据了越来越大的市场份额。

高频开关电源通常采用大功率半导体器件作为开关元件，主要实现功率因数矫正、输出电压稳定以及输出电流快速精准控制等目标，兼具功电磁干扰抑制、谐波治理等功能[1-2]。

在某些特殊场合，用户对开关电源的要求较高，如在抑制并联系统电流不均现象的同时，满足用户要求的负载调整率，并保证系统的稳定性。

开关电源输出大功率时，模块并联虽然能够提高输出整机能力，但由于个体差异系统往往存在电流分配不均的问题，虚拟阻抗被广泛应用于均流控制。

开关电源并联均流毕业设计

电器组装作业指导书毕业设计说明书开关电源并联供电系统开关电源并联供电系统摘要：伴随着电力电子技术近年来迅猛的发展，各个产业对于电子装置的需求量都在日益增加。

同时因为各种电子装置都在不断地更新换代，往多元化以及集成化的方向发展，其对电源功率、电流的要求也在不断提高。

但是由于受到构成电源的各个模块中所包含的器件、材料等的影响，单个开关电源模块在功率、电流、电压等各个方面都往往无法满足电子装置的要求，更何况因为近年来新能源的发展，光伏产业发展也十分迅速，单个电源完全无法满足使用的需求。

因此，开关电源并联供电系统就随之而产生了。

本系统由恒流源模块、恒压源模块、单片机系统控制模块、辅助电源模块与显示模块五部分组成。

在电源模块上本系统使用的是LM2596模块，并且依靠它来实现降压，同时采用了STC12C5A60S2单片机作为控制核心，配合使用IN282作为放大器进行50倍放大来采集信号。

在比较器上，选择的是LM358,并且使用主从均流法来对采集的两路信号，通过软件算法来实现分配误差，以此来对电源模块的电流进行自动调整。

在本系统中，使用的是LCD1602显示屏来呈现采集的数据。

最后，在系统中设置了过流保护电路，一旦负载的电流超过了设定的值，将会自动启动中断，并在一段时间后恢复。

经过测试，本设计已经完成了设计任务的要求，实现了两模块电流的分配。

关键词：开关电源，并联供电，单片机Switching Power Supply Parallel Power Supply SystemAbstract：Along with the rapid development of power electronics technology in recent years, the demand for electronic devices in various industries is increasing. At the same time, because all kinds of electronic devices are constantly upgrading, to a diversified and integrated direction, the power of the power supply, the current requirements are also constantly improving. But due to the power of each module contains devices and materials influence, a single switching power supply module in all aspects of power, current, voltage, etc. are often unable to satisfy requirements of the electronic device, not to mention because in recent years the development of new energy, photovoltaic industry development is very rapid, single power supply completely unable to meet demand. Therefore, the parallel power supply system of switching power supply is produced.The system is composed of five parts, which are constant current source module, constant pressure source module, single chip microcomputer system control module, auxiliary power module and display module. The system used in the power supply module is lm2596 module, and rely on it to realize buck, also uses STC12C5A60S2 microcontroller as the control core, with the use of IN282 as an amplifier for 50 times amplification signal acquisition. In the comparator, the choice is LM358, and the use of the slave flow method to collect the two signals, through the software algorithm to achieve distribution errors, in order to automatically adjust the current power module. In this system, the use of LCD1602 display to show the data collected. Finally, an over current protection circuit is set up in the system. Once the current of the load exceeds the set value, it will automatically start the interrupt and resume after a period of time. After testing, the design has completed the requirements of the design task, the realization of the distribution of the two module current.Keywords: switching power supply, parallel power supply, single chip microcomputer目录1 绪论 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 分布式电源系统的发展 (4)早在二十世纪的七十年代，分布式电源系统的概念就已经被学者提出，它原本是为计算机系统以及通信系统提供电源的。

电力操作系统中高频开关电源的并联均流技术?100kHz）

电力操作系统中高频开关电源的并联均流技术 100kHz）1 引言在发电厂和变电所中，为了给控制、信号、保护、自动装置、事故照明和交流不停电电源等装置供电，一般都要求有可靠的直流电源。

为此，发电厂和110kV以上的变电所通常用蓄电池作为直流电源，但要求上述电源具有高度的可靠性和稳定性，并且其电源容量和电压能在最严重的事故情况下保证用电设备的可靠工作。

另外，目前由于半导体功率器件、磁性材料等方面的原因，单个开关电源模块的最大输出功率只有上kW，而实际应用中往往需用几十kW甚至几百kW以上的开关电源为系统供电，因此，要通过电源模块的并联运行来实现。

大功率电源系统需要采用若干台开关电源并联的形式，以满足负载的功率要求。

在并联系统中，每个变换器应处理较小的功率以降低应力，还应采用冗余技术来提高系统的可靠性。

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，同时也是实现组合大功率电源系统的关键。

2 常用的均流方法由于大功率电源负载需求的增加以及分布式电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性也日益增加。

但是并联的开关变换器在模块间通常需要采用均流（Current sharing）措施。

它是实现大功率电源系统的关键，其目的在于保证模块间电源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（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状态，甚至基本上是空载运行。

其结果必然加大了分担电流多的模块的热应力，从而降低了可靠性。

开关电源并联系统常用的均流方法有：（1）输出阻抗法；（2）主从设置法；（3）按平均电流值自动均流法；（4）外加均流控制器法；（5）最大电流自动均流法（又叫自主均流法）。

直流模块并联的方案很多，但用于电力操作电源，都存在着这样或者那样的缺陷。

其主要表现在：输出阻抗法的均流精度太低；主从设置法和平均电流法都无法实现冗余技术，因而并联电源模块系统的可靠性得不到很好的保证；外加均流控制器法使系统变得过于复杂，不利于把这一技术转化成实际的产品。

高频开关电源模块并联供电及维护管理

高频开关电源模块并联供电及维护管理摘要:文章结合高频开关电源模块并联供电的技术原理,对基本要求、结构、冗余技术、均流控制方式、散热等问题进行描述,介绍高频开关电源模块日常运行的维护管理,分析运行中的电源模块产生故障原因,提出利用网络远程技术及运行维护措施来提高运行中电源模块故障发生前的防御能力。

关键词:电源模块;并联;冗余;均流;维护管理直流电源系统已广泛应用于分布式电源系统结构代替集中式电源系统结构,用小功率DC-DC变换模块并联与一个集中的大功率电源相比,有许多优点:电源模块变换效率高,动态性好,模块的并联可以实现功率冗余,提高了系统可靠性,并易于安装维护,输出功率可以扩展,以满足大功率负载需要,为电力、通信、计算机等使用直流电源系统提供可靠的直流电源能源。

1高频开关电源模块并联冗余技术高频开关电源模块采用并联供电模式,要求达到如下效果:①并联的各模块电流能自动平行,实现均流。

②均流与冗余相结合。

③当输入电压或负载电流变化的时候,应能够保持输出电压的稳定,并使得系统具有良好的负载响应特性,在负载突变的时候,不会造成电流严重分配不均而停机。

如图1所示,多个独立的高频开关电源模块单元并联,系统采用模块化结构,根据负载提供所需电流在线增减模块单元,提高了系统的灵活性。

采用模块并联结构,还可以实现N+n冗余功能。

所谓N+n功率冗余,是指N+n 个容量为P的电源模块并联工作,负载功率为NP,冗余(备用)功率为nP,正常工作时,单个均流电源模块,承担的功率为其容量的N/(N+n);当其中一个或几个(不超过n 个)电源模块出现故障时,故障模块立即被隔离,其余模块再平均分担负载电流,正常运行,电源系统仍能保证提供100 %的负载电流。

采用冗余技术,除了使系统增加了容量冗余功率外,真正实现热拔插,即在保证电源系统不间断供电情况下,更换系统中的失效模块。

2高频开关电源模块并联的均流并联电源模块系统中各模块按照外特性曲线分配负载电流,外特性的差异是电流难以均分的根源。

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。