开关电源并联的均流技术
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。
均流方法
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。
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。
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。
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
汇报人：
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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。
03
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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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开关电源并联均流技术
开关电源并联均流技术开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
1.主要用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
2.开关电源并联均流技术在实际应用中，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。
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。
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。
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]](https://img.taocdn.com/s3/m/9aca415d24c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ecbd.png)
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)。
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。
开关电源并联运行及其均流技术
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。
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。
UC39002在开关电源并联自主均流中地应用
UC39002在开关电源并联自主均流中的应用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。
（3）具有良好的的负载瞬态响应特性。
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U O=R F U REF/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I O=R F U REF/（R S R1）（a）（b）图2 3．3 CV/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。
并联均流技术
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——
6
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——
9
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——
11
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——
13
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——
17
外部控制器均流
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。
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。
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。
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)。
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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:C
1 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.3
Jun.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。
212 主从设置法
这种方法人为指定一个主模块,其余均为从模块,如图2所示。
主模块按电压控制规律工作,从模块按电流控制规律工作。
各个从模块的电压误差放大器接成跟随器的形式,主模块的电压误差输入到各从模块的跟随器,跟随器的输出即是从模块的电流基准,即各从模块的电流都按同一基准值调制,与主模块电流一致,从而实现了均流。
主机为稳压源,从机为稳流源,从机由主机提供控制信号进行工作。
图2 主从设置法均流原理图
这种方式特点是:主从模块有通信联系,外
围接口较复杂;电源的可靠性主要由主机的可靠性决定,如果主机失效,整个系统将关断,无法正常工作,不适用于冗余并联系统。
213 平均电流法
它是将并联工作的每个模块电流取平均值后,将平均电流值送给每个模块,各模块都以这个平均电流值为目标自动调节自己的输出电流,从而达到均流的目的。
图3为n 个并联模块中一个模块按平均电流自动均流的控制电路原理图。
其中电压放大器输入为V r ′和模块输出反馈电压V f ,V r ′是基准电压V r 和均流控制电压V c 的综合,它与V f 进行比较
放大后,产生电压误差V e ,控制PW M 及驱动器。
V i 为电流放大器的输出信号,和模块的负载电流
成比例。
V b 为母线电压。
V i 与V b 之差代表均流误差(V b 可能大于,也可能小于V i ),通过调整放大器(均流控制器)输出一个调整用的电压V c 。
当V i =V b 时,电阻R 上的电压为零,V c =0,
表明这时已实现了均流。
当R 上有电压出现,说明模块间电流分配不均匀,V i ≠V b ,这时基准电
压将按下式修正:V r ′=V r +V c ,相当于通过调整放大器改变V r ′,以达到均流的目的。
图3 平均电流法均流原理图
平均电流法均流可以精确实现负载均流,但它也有很大的缺陷。
如当均流母线发生短路或者在均流母线上的任何一个模块出现故障时,将会
使均流母线的电压降低,从而使得各模块的输出电压降低,甚至达到其下线值,引起整个系统发
生故障。
[2]
・137 ・2009年6月 农业与技术V ol.29 N o.3
214 最大电流法
最大值均流法和平均值均流法相似,区别只是每路电流通过一个二极管连到一条公共母线上,这种方法其实质是一种“民主均流”方法,电流最大的那个模块自动成为主模块,其他模块为从模块,从而“自动主从控制”,如图4所示。
由于
二极管的单向导电性,只有电流最大电源模块才能与均流总线相接,也就是说,均流母线上的电压V b 反映的是并联各模块的V i 中的最大值。
比较各自电流反馈与均流母线之间电压的差值,通过均流控制器输出来补偿基准电压,从而达到该模块均流调节的作用。
图4 最大电流法均流原理图
平均值均流和最大值均流法的均流母线断开或者开路都不会影响各个电源模块独立工作,并且是自动均流方法,均流精度比较高。
与主从控制法不同的是其主控电源身份实际上不固定。
能随时根据系统中电流最大的单元,不断调整各相并单元的电流,实现系统总电流在各并联电源中的精确均分,因而是一种优良的均流方法。
UC3907系列负载均流集成控制器就是根据峰值电
流均流原理工作的。
3 结束语
实际应用过程中,还有一些其它的均流方法,
如热应力自动均流法、外部电路控制法等。
随着新的均流技术和均流控制模式的不同组合的提出,将来会有更多的均流方案。
但任何控制策略都不可能是十分完美的,在具体应用时,应根据实际应用的具体总电路要求和客观标准,如均流性能指标、系统可靠性、成本费用等,选用正确且能
很好满足各条件的均流方案。
[3]
参考文献
[1]张占松,蔡宜三.开关电源的原理与设计[MI].北京:电了工业
出版社,2005
[2]张敏娟,尹斌.开关电源均流技术[J ].电工技术,2004,(8)[3]施三保.开关电源的分布式并联均流技术概述[J ].船电技术,2006,(2)
作者简介:詹新生(1975-),男,江苏铜山人,湖北工业大学硕士研究生,徐州工业职业技术学院讲
师。
研究方向:电子与电气技术应用。
V ol.29 N o.3农业与技术 2009年6月・138 ・。