自動負載、電流自動均流在電源系統中的應用

大功率電源系統采用多臺開關電源并聯運行實現，是目前電源技術的發展方向之一。可并聯運行的模塊化電源具有很多優點，一是小功率的電源模塊可以方便地組合成大功率的電源系統，其容量可以任意擴展；二是實現電源系統的冗余設計，提高其可靠性；三是使用場合不受限制，根據需要組合，方便靈活。圖1所示為多臺開關電源并聯均流實現大功率電源系統的示意圖。本文就自動均流技術及其應用做簡要討論。

圖1 多臺開關電源并聯均流實現大功率電源系統

自動均流技術是常用的硬件電流均流技術之一。該方法是通過均流總線和相并聯各電源間電流信號的比較獲得相應修正量，來實現各單元電源間電流均勻分配的。在這里主要討論平均電流的自動負載均流法和最大電流自動均流法。

平均電流的自動負載均流
1 工作原理
這種均流方式采用了一個窄帶電流放大器，輸出端通過阻值為R的電阻連到均流母線上，N個單元電源采用N個這種結構（見圖2）。

圖2 平均均流工作原理

當輸出達到均流時，電流放大器輸出電流為零，這時電源系統處于均流工作狀態。當輸出達不到均流時，在電阻R上產生一個Vab，由這個電壓控制A1，由A1再控制單元功率的輸出電流，最終使它達到均流。

2 特點
① 均流效果好，易實現準確均流；

② 在具體使用中，如出現均流母線短路或接在母線上的一個單元電源不工作時，母線電壓下降，將使每個電源輸出電壓下調，甚至達到下限，以致造成故障。并且，當某一模塊的電流上升到I0MAX時，電流放大器輸出電流也達到極限值，同時致使其他單元電源輸出電壓自動下降。

3 具體應用電路
① 用運放和功率開關實現負載均流電路；
如圖3所示，實現了兩個模塊均流電流的連接，實現了當負載變化時，每臺電源的輸出電壓變化相同，母線電流IO=（IO1+IO2…+IOM）/n，從而實現均流。這個電路的優點就是，當其中一個模塊不能正常工作時，通過開關QC1和QC2截斷此模塊的工作，以避免過大的電流通過。

圖3 雙模塊的均流連接

采用運放產生電流誤差信號，電路的靈敏度很高，特別是對噪聲的干擾，因此系統的穩定性較差。為提高穩定性，給出圖3所示的電路，用低通濾波器加上比較器，代替運放來產生誤差信號。

② 用低通濾波器和比較器實現負載均流電路。
圖4中的電路表示應用均流電路的兩個模塊的連接。這種均流技術不采用運放來產生電流誤差信號，因而電路十分穩定且容錯性強，電路簡單易行。R2、R3、C1組成低通濾波器，電流源Is表示與輸出電流以成比例的取樣電流。為實現和維持所需的均流，電流均分母線將各模塊的均流電路連接在一起，電流均分母線上的電壓確定了模塊所需的輸出電流。

圖4 應用均流電路的雙模塊連接