模块电源并联方法简析之外加均流控制器法

模块电源通过并联的方式实现均流，已经成为目前工业系统和制造业的一种常见做法，这样能够有效的避免因电源故障而造成的生产损失。本文将会针对外加均流控制器法这一电源模块的并联均流方式进行分析，帮助工程师在进行并联设计时更好的进行选择和参考。

外加均流控制器法与之前所介绍的几种电源模块并联方式不同的一点在于，这种方法是要求工程师在要求在每个模块的控制电路中，额外加一个特殊的均流控制器。这一均流控制器的主要作用是在正常运行过程中检测并联各模块电流的不平衡情况，调整控制信号Ve从而实现均流。图1为n个并联的电源模块中的一个模块均流控制电路原理图。图中突出了均流控制器SC，其输入为反映模块负载电流的信号VI，由电流放大器供给，SC输出Vc与基准电压vr和反馈电压Vf综合比较后，输出Vc经电压放大器输出控制调制器和驱动器。各均流控制器的另一端b接均流母线。

图1 外加均流控制器均流控制电路原理图

图2 n个均流控制器连接图

接下来我们通过一个实际案例来做均流控制器并联法的进一步阐释。我们首先设定n个并联的模块输出功率相等，这n个模块的电流检测、放大电路相同。在该电路中，n个并联模块的均流控制器SC连接如图2所示。N个均流控制器的输入端分别接V11、V12、……、VIN。输出端分别为Vcl、Vc2、……、Vcn。其中，模块的B端并联在均流母线上。

在该系统中我们可以比较清楚的看到，当并联的电源模块n=2时，电路中的均流控制器的工作原理如图3所示。图中放大器1为加法器，放大器2为比较器。加法器输入端经开关Sk（k=1，2）接到均流母线。当所有开关s都合上时，每个加法器的输出电压Va=（V11+v12）12，即它所反映的是两个并联模块的负载电流平均值。第k个均流控制器的Va与Vlk通过第k个比较器比较，如果有差别，表示两个模块负载电流不均衡，该控制器若为比例控制，输出电压Vck由下式决定：Vck=—A（V1k—va），其中，k=l，2。A为比例系数。调节k个模块的输出电压，使第k个模块电流跟随平均电流，从而实现均流。

图3 n=2时均流控制器原理图

在使用均流控制器进行电源模块的并联均流过程中，对于n个并联模块来说，如果第k个模块失效，则第k个均流控制器的开关sk会及时断开，第k个均流控制器sc也马上会从均流母线上撤出。此时，vb及va代表余下的n—1个模块的平均电流：ΣIm/（n—1），m=l，2，……，k+l，……，n。根据上述原理，可实现n—1个并联模块的均流。

在实际工作中，使用均流控制器实现多个模块电源之间的并联均流，能够实现快速的均流分配并能够有效保障电路系统的安全稳定性，当其中一个电影模块出现故障时也不会导致电路系统瘫痪的后果。然而，该均流法容易使并联电源系统的动态过程分析更加复杂，如果均流控制环的设计不合理，将使系统动态性能交坏，并造成系统不稳定。这是工程师在使用该设计法操作时必须注意的问题。