自動(dòng)負(fù)載、電流自動(dòng)均流在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

大功率電源系統(tǒng)采用多臺(tái)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)，是目前電源技術(shù)的發(fā)展方向之一。可并聯(lián)運(yùn)行的模塊化電源具有很多優(yōu)點(diǎn)，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(tǒng)，其容量可以任意擴(kuò)展；二是實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)，提高其可靠性；三是使用場(chǎng)合不受限制，根據(jù)需要組合，方便靈活。圖1所示為多臺(tái)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流實(shí)現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的示意圖。本文就自動(dòng)均流技術(shù)及其應(yīng)用做簡(jiǎn)要討論。

圖1 多臺(tái)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流實(shí)現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)

自動(dòng)均流技術(shù)是常用的硬件電流均流技術(shù)之一。該方法是通過(guò)均流總線(xiàn)和相并聯(lián)各電源間電流信號(hào)的比較獲得相應(yīng)修正量，來(lái)實(shí)現(xiàn)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(dòng)負(fù)載均流法和最大電流自動(dòng)均流法。

平均電流的自動(dòng)負(fù)載均流
1 工作原理
這種均流方式采用了一個(gè)窄帶電流放大器，輸出端通過(guò)阻值為R的電阻連到均流母線(xiàn)上，N個(gè)單元電源采用N個(gè)這種結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。

圖2 平均均流工作原理

當(dāng)輸出達(dá)到均流時(shí)，電流放大器輸出電流為零，這時(shí)電源系統(tǒng)處于均流工作狀態(tài)。當(dāng)輸出達(dá)不到均流時(shí)，在電阻R上產(chǎn)生一個(gè)Vab，由這個(gè)電壓控制A1，由A1再控制單元功率的輸出電流，最終使它達(dá)到均流。

2 特點(diǎn)
① 均流效果好，易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確均流；

② 在具體使用中，如出現(xiàn)均流母線(xiàn)短路或接在母線(xiàn)上的一個(gè)單元電源不工作時(shí)，母線(xiàn)電壓下降，將使每個(gè)電源輸出電壓下調(diào)，甚至達(dá)到下限，以致造成故障。并且，當(dāng)某一模塊的電流上升到I0MAX時(shí)，電流放大器輸出電流也達(dá)到極限值，同時(shí)致使其他單元電源輸出電壓自動(dòng)下降。

3 具體應(yīng)用電路
① 用運(yùn)放和功率開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均流電路；
如圖3所示，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)模塊均流電流的連接，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，每臺(tái)電源的輸出電壓變化相同，母線(xiàn)電流IO=（IO1+IO2…+IOM）/n，從而實(shí)現(xiàn)均流。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)就是，當(dāng)其中一個(gè)模塊不能正常工作時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)QC1和QC2截?cái)啻四K的工作，以避免過(guò)大的電流通過(guò)。

圖3 雙模塊的均流連接

采用運(yùn)放產(chǎn)生電流誤差信號(hào)，電路的靈敏度很高，特別是對(duì)噪聲的干擾，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。為提高穩(wěn)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(yùn)放來(lái)產(chǎn)生誤差信號(hào)。

② 用低通濾波器和比較器實(shí)現(xiàn)負(fù)載均流電路。
圖4中的電路表示應(yīng)用均流電路的兩個(gè)模塊的連接。這種均流技術(shù)不采用運(yùn)放來(lái)產(chǎn)生電流誤差信號(hào)，因而電路十分穩(wěn)定且容錯(cuò)性強(qiáng)，電路簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)和維持所需的均流，電流均分母線(xiàn)將各模塊的均流電路連接在一起，電流均分母線(xiàn)上的電壓確定了模塊所需的輸出電流。

圖4 應(yīng)用均流電路的雙模塊連接