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電源模塊的均流基本原理
更新時間:2023-03-08   點擊次數:1018次

       在(zai)很多(duo)(duo)大電流輸出的(de)場合,為了提高(gao)系(xi)統的(de)可靠性,比較常(chang)用(yong)(yong)的(de)一(yi)個方法就是(shi)采用(yong)(yong)熱備(bei)份——多(duo)(duo)個電源(yuan)模塊并聯使用(yong)(yong)。每個電源(yuan)模塊還具備(bei)在(zai)線插(cha)拔的(de)功能。以(yi)便(bian)于拆卸和維修(xiu)、維護。

但是我們知道,每(mei)個(ge)電源(yuan)模(mo)(mo)塊的(de)(de)內阻是略有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de),而(er)輸(shu)出電壓也(ye)不(bu)可能做到(dao)一致。故(gu)而(er),穩壓輸(shu)出的(de)(de)電壓源(yuan)是不(bu)可以(yi)直接并聯的(de)(de),或者是即便并聯了,每(mei)個(ge)模(mo)(mo)塊的(de)(de)輸(shu)出功率各不(bu)相(xiang)同(tong)。有(you)可能會出現閑(xian)(xian)的(de)(de)閑(xian)(xian)死,忙的(de)(de)忙死的(de)(de)現象——有(you)的(de)(de)模(mo)(mo)塊在超負荷工作(zuo)(zuo),損耗(hao)發熱都(dou)比較厲害(hai),壽命(ming)會降低(di)。而(er)有(you)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)于(yu)輕載,甚至都(dou)沒有(you)進入較好的(de)(de)工作(zuo)(zuo)狀態(例如移相(xiang)全橋,輕載時不(bu)容易(yi)實現軟開關),也(ye)對電源(yuan)健康不(bu)利。

這時(shi)候,我們(men)需要一種(zhong)手段(duan),讓各模塊(kuai)輸出功率基本相同(tong)。這種(zhong)把負載平均(jun)(jun)分配到各模塊(kuai)的手段(duan),我們(men)稱之(zhi)為均(jun)(jun)流。

均流(liu)的方法有(you)很多種,例如(ru):

  1. 輸(shu)出阻抗法,又叫下垂法、傾斜法、電壓調整率(lv)法。是通(tong)過調節電源(yuan)的(de)輸(shu)出內阻的(de)方(fang)式來實現(xian)的(de)。這個方(fang)法的(de)特點是簡單。但最大的(de)缺點是電壓調整率(lv)差。

  2. 主從設置法,人為的在并聯的模(mo)塊(kuai)中選一個(ge)主模(mo)塊(kuai),別的模(mo)塊(kuai)的輸出(chu)向這個(ge)模(mo)塊(kuai)靠(kao)攏。最大的問題是,如果主模(mo)塊(kuai)失效,那么整(zheng)個(ge)電源系(xi)統都不能(neng)工作了。

  3. 平(ping)均(jun)(jun)電(dian)(dian)流(liu)(liu)自動均(jun)(jun)流(liu)(liu)法(fa),把各模塊的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)采樣(yang)放大(da)(da)后通過一個電(dian)(dian)阻連(lian)到公用(yong)的(de)(de)均(jun)(jun)流(liu)(liu)母線(xian)上,大(da)(da)家按照均(jun)(jun)流(liu)(liu)母線(xian)上的(de)(de)平(ping)均(jun)(jun)電(dian)(dian)壓來實(shi)現(xian)調(diao)整(zheng)完成均(jun)(jun)流(liu)(liu)。平(ping)均(jun)(jun)電(dian)(dian)流(liu)(liu)自動均(jun)(jun)流(liu)(liu)法(fa)可以(yi)實(shi)現(xian)精確均(jun)(jun)流(liu)(liu),但如(ru)果均(jun)(jun)流(liu)(liu)母線(xian)發生短路,或者某(mou)個模塊發生故障,母線(xian)電(dian)(dian)壓下降會使各模塊電(dian)(dian)壓下調(diao)。

  4. 最大電流(liu)(liu)(liu)自動均流(liu)(liu)(liu)法,又叫自動主(zhu)從均流(liu)(liu)(liu)、民主(zhu)均流(liu)(liu)(liu),在所(suo)有(you)并聯模塊(kuai)中,輸(shu)出電流(liu)(liu)(liu)最大的那個模塊(kuai)自動成為(wei)主(zhu)模塊(kuai),其(qi)他(ta)模塊(kuai)的輸(shu)出向(xiang)這個模塊(kuai)靠攏(long)。

  5. 還(huan)有其他很多(duo)方法,例(li)如熱應力自動均流(liu)、外加均流(liu)控(kong)制器的均流(liu)等(deng)等(deng)。

目前(qian)應用(yong)(yong)(yong)比較廣泛的是最大電(dian)流自動均流法,有(you)專門為這(zhe)設(she)計(ji)的IC,例如UC3907等。但是在(zai)這(zhe)里,我不打算用(yong)(yong)(yong)專用(yong)(yong)(yong)IC,僅采用(yong)(yong)(yong)普通的運放(fang),來嘗試實現此(ci)功(gong)能。采用(yong)(yong)(yong)ORCAD來仿真。

具體的(de)(de)工(gong)作(zuo)原理其(qi)實很簡單(dan),就(jiu)是把本(ben)模(mo)塊的(de)(de)電流(liu)采(cai)樣值(zhi)(zhi)和(he)均(jun)流(liu)的(de)(de)值(zhi)(zhi)進行(xing)誤差放大(da)(da),然后(hou)用(yong)誤差放大(da)(da)器的(de)(de)值(zhi)(zhi)去調節(jie)電壓反饋環路的(de)(de)值(zhi)(zhi),使輸(shu)出(chu)電壓發(fa)生變化,以調節(jie)本(ben)模(mo)塊的(de)(de)輸(shu)出(chu)電流(liu),使電流(liu)反饋值(zhi)(zhi)與均(jun)流(liu)母線的(de)(de)值(zhi)(zhi)相(xiang)同,從(cong)而實現(xian)了最大(da)(da)電流(liu)自(zi)動均(jun)流(liu)。


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