電源模塊并聯(lián)供電的冗余結(jié)構(gòu)及均流技術(shù)

自動(dòng)均流法的優(yōu)點(diǎn)是，電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是，如果有一個(gè)模塊與均流總線短路，則系統(tǒng)就無(wú)法均流，而且單個(gè)模塊限流也可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。

若將圖5中的電阻用一個(gè)二極管代替，二極管正端接a，負(fù)端接b。這樣，N個(gè)并聯(lián)的電源模塊中，只有輸出電流最大的那個(gè)模塊的電流才能使與它連接的二極管導(dǎo)通，從而均流總線電壓就等于該模塊的輸出電壓，其他模塊則以均流總線上的電壓為基準(zhǔn)，來(lái)調(diào)節(jié)各自的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)均流。

如果單純以二極管來(lái)代替采樣電阻，則由于二極管本身有正向壓降存在，所以，主模塊的均流精度會(huì)降低，而從模塊不受影響。這里可以用圖6所示的緩沖器來(lái)代替，從而提高均流精度。

圖6 緩沖器電路

采用這種均流方式，參與均流的N個(gè)電源模塊，以輸出電流最大的為基準(zhǔn)，這個(gè)最大電流模塊是隨機(jī)的，這種均流方法也叫做“民主均流法”。由于最大均流單元工作于主控狀態(tài)，別的單元工作于被控狀態(tài)，所以，也把這種方法叫做“自動(dòng)主從均流法”。

美國(guó)Unitrode公司開(kāi)發(fā)的UC3907系列集成均流控制芯片就是采用這種工作方式。

UC3907芯片使多個(gè)并聯(lián)在一起的電源模塊分別承擔(dān)總負(fù)載電流的一部分，并且所承擔(dān)的負(fù)載電流大小相等。通過(guò)監(jiān)測(cè)每個(gè)模塊的電流，電流均衡母線確定哪個(gè)并聯(lián)模塊的輸出電流最高，并把它定為主模塊，再根據(jù)主模塊的電流調(diào)節(jié)其他模塊的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)均流。

3.4 外部控制器法

外部控制器法就是在各并聯(lián)電源模塊之外，加一個(gè)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行并聯(lián)均流控制的外部模塊，如圖7所示。

圖7 外部控制法工作原理圖

每個(gè)模塊的輸出電流采樣，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，與給定的電壓V_cc進(jìn)行比較，所得差值輸入到各電源模塊的控制部分，這樣就可以實(shí)現(xiàn)各模塊輸出電流的并聯(lián)均流。

這種工作方式，需要外加專(zhuān)門(mén)控制器，加大了投資，而且控制器與個(gè)電源模塊要進(jìn)行多路連接，連線較復(fù)雜，但是均流效果非常好，各模塊輸出電流基本相等。

4 電源并聯(lián)均流技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)展望

目前使用較多的并聯(lián)均流技術(shù)是主從控制法，而美國(guó)Unitrode公司以最大電流法為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出的UC3907系列芯片，由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的功能，而獲得了廣泛的應(yīng)用。其詳細(xì)參數(shù)及工作過(guò)程，可參閱文獻(xiàn)[6]。

由于單片機(jī)及DSP技術(shù)的迅速發(fā)展，有人用它們來(lái)控制并聯(lián)的電源模塊均流，效果很好。不過(guò)由于芯片造價(jià)較高，而且自身A/D及D/A精度不夠，若想得到理想的參數(shù)，還須外加專(zhuān)門(mén)的A/D及D/A芯片，故還未普及使用。