直流穩(wěn)壓電源并聯(lián)均流及實(shí)現(xiàn)
摘 要 本文介紹了直流穩(wěn)壓電源并聯(lián)均流控制常用方法和工作原理、實(shí)現(xiàn)電路。
關(guān)鍵詞 均流、冗余、電源并聯(lián)
一、簡(jiǎn)介 電源并聯(lián)運(yùn)行是電源產(chǎn)品模塊化,大容量化的一個(gè)有效方法,是電源技術(shù)的發(fā)展方向之一,是實(shí)現(xiàn)組合大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前由于半導(dǎo)體功率器件、磁性材料等原因,單個(gè)開關(guān)電源模塊的最大輸出功率只有幾千瓦,但實(shí)際應(yīng)用中往往需用幾百千瓦以上的開關(guān)電源為系統(tǒng)供電,在大容量的程控交換機(jī)系統(tǒng)中這種情況是時(shí)常遇到的。這可通過(guò)電源模塊的并聯(lián)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)直流穩(wěn)壓電源的并聯(lián)運(yùn)行可達(dá)到以下目的：
1.1 擴(kuò)展容量,實(shí)現(xiàn)大功率電源供電系統(tǒng)。
1.2 通過(guò)N+1,N+2冗余實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能,帶電熱插拔,便于在不影響系統(tǒng)正常工作的情況下,對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù),實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的不間斷供電。
二、直流穩(wěn)壓電源并聯(lián)擴(kuò)容的要求
2.1 N+m（m表示電源系統(tǒng)冗余度）個(gè)電源模塊并聯(lián)擴(kuò)容后,總電源系統(tǒng)的源電壓效應(yīng),負(fù)載效應(yīng),瞬態(tài)響應(yīng)等技術(shù)指標(biāo)都應(yīng)保持在系統(tǒng)所要求的技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi)。
2.2 每個(gè)直流穩(wěn)壓電源模塊單元具有輸出自動(dòng)均流功能。
2.3 采用冗余技術(shù),當(dāng)某個(gè)電源模塊單元發(fā)生故障時(shí),不影響整個(gè)電源系統(tǒng)的正常工作,電源系統(tǒng)應(yīng)有足夠的負(fù)載能力。
2.4 盡可能不改變電源模塊單元的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),確保電源系統(tǒng)的高可靠性。
2.5 對(duì)公共均流總線帶寬要小,以降低電源系統(tǒng)噪聲。
2.6 確保每個(gè)供電單元分擔(dān)負(fù)載電流。即通過(guò)并聯(lián)均流應(yīng)使整個(gè)電源系統(tǒng)像一個(gè)整體一樣工作,同時(shí)通過(guò)并聯(lián)均流技術(shù)使整個(gè)供電系統(tǒng)的性能得到優(yōu)化。
三、常用的幾種均流方法
3.1 改變輸出內(nèi)阻法（外特性下垂法,改變輸出斜率法） 利用電流反饋,調(diào)節(jié)電源模塊單元的輸出阻抗,實(shí)現(xiàn)均流。
3.2 主/從法 在并聯(lián)運(yùn)行的電源模塊單元中,選定一個(gè)電源模塊單元作為主電源模塊,其余電源模塊作為從電源模塊。主電源模塊工作于電壓源方式,而從電源模塊工作于電流源方式,電流值可獨(dú)立設(shè)置。在這種方式下,一旦主模塊失效,則整個(gè)系統(tǒng)崩潰,顯然不具備冗余功能。
3.3 平均電流自動(dòng)均流法 這種方法不用外加均流控制器,在各電源模塊單元間接一條公共均流母線CSB,均流母線的電壓Ub為N個(gè)電源模塊代表各自輸出電流的電壓信號(hào)Ui的平均值（即代表電源系統(tǒng)的平均電流）。Ub與每個(gè)電源模塊的取樣電壓信號(hào)比較后通過(guò)調(diào)節(jié)放大器輸出一個(gè)誤差電壓,從而調(diào)節(jié)模塊單元的輸出電流,達(dá)到均流目的。
平均電流法可以精確地實(shí)現(xiàn)均流,但當(dāng)公共母線CSB發(fā)生短路或接在母線上的任一電源模塊單元不工作時(shí),使CSB電壓下降,結(jié)果促使各電源模塊輸出電壓下調(diào),甚至達(dá)到下限值,引起電源系統(tǒng)故障。
3.4 外接控制器法 使用一個(gè)外加的均流控制器,比較所有模塊的電流,調(diào)節(jié)相應(yīng)的反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)均流。這種控制方法效果較好,但需要一個(gè)外加的均流控制器和附加連線。
3.5 熱應(yīng)力自動(dòng)均流法 利用監(jiān)測(cè)電源系統(tǒng)中每個(gè)電源模塊單元的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)均流,使其溫度高的模塊單元輸出電流小,溫度低的電源模塊輸出電流大。
