浅析开关电源模块并联均流方法
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。
总结 在模块电源的并联均流设计中，采用主从模块设置法能够较好的保障机体实现稳定高效工作，且不会出现电流分配特性差等问题。
但是它也有一些缺点，那就是该均流法要求主从模块间必须有通讯联系，所以整个系统比较复杂。
且如果主模块失效，则整个电源系统不能工作，因此可靠性取决于主模块，只能均流，不适用于构成冗余并联系统。
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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浅析开关电源模块并联均流方法
浅析开关电源模块并联均流方法张伊凡; 王乐【期刊名称】《《电子测试》》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P34-35,41)【关键词】开关电源; 并联; 均流【作者】张伊凡; 王乐【作者单位】西安石油大学电子工程学院 710065【正文语种】中文1 引言随着我国工业生产中对大功率电源系统需求的不断增加和开关电源模块化的发展趋势，以及半导体功率器件和磁性材料等方面的因素对单片开关电源输出功率的限制，开关电源模块往往需要并联成电源系统运行，这样既可以增加电源容量，也可以提高电源系统供电的可靠性。
但在实际应用中，由于各电源模块之间的差异，并联运行时会出现电源系统中各模块输出不均流的现象，进而引起电流应力和热应力的不均匀分配，影响电源模块的使用寿命和可靠性[4]。
所以并联均流技术成了实现组合大功率电源系统的关键。
2 电源模块不均流的原因分析从电源模块的控制系统来看，所有的电源模块并联运行，则输出电压U0都相等，也就是电压反馈值都相等，但是每个模块的给定量Ugi和反馈比例系数Kfi都有差异，运算放大器的失调电压也不同，所以给控制器件的误差信号也不相同，使有些误差信号为正的模块，电压调节器正向积分，输出电流增加；有些误差信号为负的模块，电压调节器反向积分，输出电流减小。
当系统进入稳态以后，最多有一个模块的误差为零，电压调节器正常工作。
所以负载电流都要由误差为零的模块承担，就出现了电流不平衡的现象。
另外，电源模块外特性的差异也是不均流的原因，如图1中两个电源模块并联运行，输出电压分别是U1和U2，电流分别为I1和 I2，内阻分别为 R1和 R2，母线电压为 UO，其输出特性见式（1）、（2）[5]。
由式（1）、（2）可以看出，不均流的原因是输出电压和等效内阻不一致。
图1 两模块并联运行原理图所以，各电源模块之间不均流的根本原因是由于电源模块中各器件的差异引起的，只能通过增加外部设备或控制部件的方法来解决，其主要思想就是增加一个均流母线，通过均流母线传递均流信号，或者根据电源的热应力来调节负载电流的分配，防止一台或多台模块运行在电流极限状态。
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)。
一种改进的开关电源模块化并联均流方法研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ； ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ
［篡 … №
一
种改进的开关电源模块化并联均流方法研 究
薛 彪’ ，袁 斌华
（ 陇东学院电气工程学院 ， 甘肃 庆阳 ７ ４ ５ ０ ０ ０）
Байду номын сангаас
摘 要 ： 为 了 实现 输 出大 的功 率 ， 可 以使 用两 台以 上特 性 基 本 相 同的 开 关 电 源模 块 并联 给 负载 供 电 ， 因此 多个 电源模 块之 间 电流 的 平均 分 配 就 显得 尤 为 重要 。 在 对传 统 的 电源 均 流 方 法进 行 Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 仿 真 和 分析 的基 础 上提 出 了一 种 改进 的并 联 均 流 方法 ， 并对 此 方 法进 行 了 电路模 型 的搭 建 ， 仿 真 结果 显 示 ， 改进 的 均 流方 法 可 实现 负载 电 流恒 流 输 出。 还 具 有均 流 响应 快 、电路 结构 简单等 特 点 。 关键词 ： 开关 电 源 ； 模块化 ； 并联 均 流 ； Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 中图 分类 号 ： Ｔ Ｎ８ ６ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ２ — ５ ０ ６ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ ２ ９ — ３
电流 没有被平 均分配到 每个模块 ， 必然 会 引起 内部 电流 的不 平衡 ， 长期使用 可能会损坏 电源 ， 甚至产生 更为严重 的后果 。 所以， 均流就 成为 一个必须 要解决 的问题 。传统的 有源均 流 方法 主要有主 从均流法 、自动平均均 流法和最大 电流 自动 均 流 法 ’ 。 这 些均 流方 法都 是基 于恒 压源 的原理 设计 的 ， 虽 然可 以达到均 流的 目的 ， 但 是在负载变 化的 同时电流也会 随 着变 化 。 所以， 本文提 出 了一 种改进 的基于恒 流源 的电源模 块 并联 均流方 法 ， 此 方法 电路简 单 、 均流 速度 快 ， 最 重要 的 是 负载电流不 随负载大小变 化 。
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。
电源模块并联供电的冗余结构及均流技术
电源模块并联供电的冗余结构及均流技术摘要：介绍了将电源模块并联，并构成冗余结构进行供电的好处，讲述了几种传统的并联均流电路，讨论了各种方式下的工作过程及优缺点，并对均流技术的发展做了展望。
1 概述随着电力电子技术的发展，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满足要求。
若采用多个电源模块并联供电，如图1所示，就不但可以提供所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。
图1 多个电源模块并联供电框图但是，在电源模块并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不可能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过轻。
这将使系统的稳定性降低，会给我们的生产和生活带来严重的后果，而且电源模块自身的寿命也会大大缩短。
国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命是在常温（25℃）时的1/6。
因此，使各并联电源模块的输出电流平均分配，是提高并联电源系统稳定性的一个必须解决的问题。
本文从均流电路的拓扑结构出发，介绍几种传统的并联均流方案，对于其他均流方案（比如按热应力自动均流法），暂不做讨论。
对于文中提到的每一种均流方法，都做了详细的介绍，并结合简单电路图，讲述其工作原理及优缺点[1][2][3][4]。
在文章的最后部分，对并联均流的发展做了简单的展望。
2 N＋m冗余结构的好处采用N＋m冗余结构运行，可以提高系统稳定性。
N＋m冗余结构，是指N＋m个电源模块一起给系统供电。
这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。
m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也会相应增加。
在正常的工作情况下，由N个模块供电。
当其中某个或者某些模块发生故障时，它们就退出供电，而由m个模块中的一个或全部顶替，从而保证整个系统工作的持续性及稳定性。
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。
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。
开关电源16、并联均流
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
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——
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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
开关电源的分布式并联均流技术探讨
开关电源的分布式并联均流技术探讨摘要：本文将从分布式的并联均流概况出发，对分布式的并联均流技术进行分析与探究，为相关人员提供合理化帮助和建议，更好地实现并联均流。
关键词：并联均流；分布式；开关电源引言：分布式的并联均流和原有的集中式电源相比具有诸多优势，包括产品标准、维护便捷、可靠性高、冗余便利、重量轻、体积小、设计灵活等，但是不同模块在并联运行时由于特性不同，容易导致部分模块因电压调整率小而承担过大电流，有时甚至会引发过载现象。
因此，研究分布式的并联均流技术具有一定现实意义。
一、分布式的并联均流概况开关电源在长期的发展过程中，种类数量呈不断上升的趋势，其功能也逐渐变强，开关电源如图1所示。
按照不同负载的不同供电可靠性需要，可将开关电源分成三种主要运行模式。
一是并联冗余模式，该模式运用“n+N”的模式，n是后备电源，N是提供负载电源，通过并联这些模块，使得工作模块遇到故障后能够继续运行后备模块。
二是并联模式，该模式运用“N”模式，并联多台电源进行供电，负载功率由个电源均匀承担。
三是单机集中模式，在此模式下，负载完全由单一电源来供电。
图1 开关电源示意图在三种模式中，第三种模式成本低、结构较为简单，不过可靠性较低。
第二种模式成本较高，有大量电源，在运行过程中有一路遇到故障并不会使负载运行受到严重影响，仅降低供电的最大能力。
而第一种模式的成本比另外两种高，但是出现故障的电源如果低于n台，则电源依然可以为负载提供全部需要的功率。
并联均流并非把不同电源输出端简单进行连接即可，需要各单元对负载功率能够均匀承担。
因此，利用并联均流的技术可以比较均流总线和电源单元的电流，并使不同单元电源实现均匀分配。
二、分布式的并联均流技术（一）主从设置技术主从设置技术主要是在n个变换器的并联模块里，指定一个主模块，剩下的是从模块，从模块需要随主模块进行电流分配。
不同的模块都采用双环控制系统，主模块工作的方式是电压型控制，从模块工作的方式是电流型控制。
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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浅析开关 电源模 块并联均 流方法程 学院
７ １ ０ ０ ６ ５ ）
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
（ Ｘ ｉ ’ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ， ｈ ｉ ｇ ｈ — ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｍ ａ ｄ ｅ ｕ ｐ ｂ ｙ ｍ ａ ｎ ｙ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｅ ａ ｃ ｈ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ Ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｇ ｍ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ，Ｔ ｈ ｉ Ｓ ｄ ｉ ｓ ｓ ｅ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｏ ｍ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｍ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ， ｓ ｕ ｍ ｍ ｉ ｎ ｇ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ Ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｗ ｉ １ １ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｔ ｅ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．
１ 引言
随着 我国工业生产 中对大功率 电源系统 需求的不断增加和 开关 电源模块化 的发展趋势 ， 以及 半导体功率器 件和 磁性材料 等 方面 的因素对单片开关 电源输 出功率 的限制 ， 开关电源模 块往 往 需 要 并 联 成 电源 系 统 运 行 ， 这 样 既 可 以 增 加 电源 容 量 ， 也 可 以 提 高 电源 系 统 供 电 的 可 靠 性 。 但在实 际应用中 ， 由 于 各 电源 模 块 之 间 的差 异 ， 并 联 运 行 时 会 出 现 电源 系 统 中 各 模 块 输 出不 均 流 的 现 象， 进 而 引起 电 流 应 力 和 热 应 力 的不 均 匀 分 配 ， 影 响 电源 模 块 的 使 用寿命和 可靠性 Ｊ 。 所 以并 联均流 技术成 了实现 组合大 功率 电源 系 统 的关 键 。
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｐａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ Ｃｕｒ ｒ ｅ ｎ ｔ － Ｓｈ ａ ｒ ｉ ｎｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｍｏ ｄｅ ｌ ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕｐ ｐｌ ｙ
Ｚ ｈ ａ ｎｇ Ｙｉ ｆ ａ ｎ Ｗａ ｎｇ ｌ ｅ
阻不一致。
１ ＿
《
２ 电源模 块 不均 流 的原 因分 析
从电源模块的控制系统来看 ， 所有 的电源模块并联运行 ， 则 输 出电压 Ｕ 。 都相等 ， 也就是 电压 反馈值 都相等 ， 但 是每个模块的 给 定量 Ｕ 和 反 馈 比 例 系 数 Ｋ 都 有 差 异 ， 运 算 放 大 器 的 失 调 电 压 也不 同， 所 以给控制 器件 的误 差信 号也不相 同， 使有些 误差信 号为正 的模 块 ， 电压调 节器正 向积 分 ， 输 出电流增加 ； 有 些误差 信 号为负的模块 ， 电压调节器反 向积分 ， 输 出电流减 小。 当系统进 入 稳态 以后 ， 最多有一个模块的误差为零 ， 电压调节器 正常工作。 所 以负载电流都要 由误差为零的模块承担， 就 出现 了电流不平衡 的现象 。 另外 ， 电源模 块外特 性的差异也是不均流 的原因， 如 图 １中 两个 电源模块并联运行 ， 输 出电压分别是 Ｕ 和Ｕ ： ， 电流分别为 Ｉ 和Ｉ ， 内阻分别为 Ｒ 和Ｒ ， 母线 电压 为 Ｕ 。 ， 其输 出特 性见式（ １ ） 、 （ ２ ）［ ５ ］ ０
ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｌ ｅ ｘ ｉ ｂ ｉ １ ｉ ｔ ｙ ，ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ，ａ ｎ ｔ ｉ － ｊ ａ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ １ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ：Ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ；Ｐ ａ ｒ ａ ｌ １ ｅ ｌ： Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ