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電源模塊的均流基本原理
閱讀：2837 發(fā)布時(shí)間：2023-3-8在很多大電流輸出的場(chǎng)合，為了提高系統(tǒng)的可靠性，比較常用的一個(gè)方法就是采用熱備份——多個(gè)電源模塊并聯(lián)使用。每個(gè)電源模塊還具備在線插拔的功能。以便于拆卸和維修、維護(hù)。
但是我們知道，每個(gè)電源模塊的內(nèi)阻是略有不同的，而輸出電壓也不可能做到一致。故而，穩(wěn)壓輸出的電壓源是不可以直接并聯(lián)的，或者是即便并聯(lián)了，每個(gè)模塊的輸出功率各不相同。有可能會(huì)出現(xiàn)閑的閑死，忙的忙死的現(xiàn)象——有的模塊在超負(fù)荷工作，損耗發(fā)熱都比較厲害，壽命會(huì)降低。而有的工作于輕載，甚至都沒(méi)有進(jìn)入較好的工作狀態(tài)（例如移相全橋，輕載時(shí)不容易實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)），也對(duì)電源健康不利。
這時(shí)候，我們需要一種手段，讓各模塊輸出功率基本相同。這種把負(fù)載平均分配到各模塊的手段，我們稱(chēng)之為均流。
均流的方法有很多種，例如：
輸出阻抗法，又叫下垂法、傾斜法、電壓調(diào)整率法。是通過(guò)調(diào)節(jié)電源的輸出內(nèi)阻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)方法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單。但最大的缺點(diǎn)是電壓調(diào)整率差。
主從設(shè)置法，人為的在并聯(lián)的模塊中選一個(gè)主模塊，別的模塊的輸出向這個(gè)模塊靠攏。最大的問(wèn)題是，如果主模塊失效，那么整個(gè)電源系統(tǒng)都不能工作了。
平均電流自動(dòng)均流法，把各模塊的電流采樣放大后通過(guò)一個(gè)電阻連到公用的均流母線上，大家按照均流母線上的平均電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整完成均流。平均電流自動(dòng)均流法可以實(shí)現(xiàn)精確均流，但如果均流母線發(fā)生短路，或者某個(gè)模塊發(fā)生故障，母線電壓下降會(huì)使各模塊電壓下調(diào)。
最大電流自動(dòng)均流法，又叫自動(dòng)主從均流、民主均流，在所有并聯(lián)模塊中，輸出電流最大的那個(gè)模塊自動(dòng)成為主模塊，其他模塊的輸出向這個(gè)模塊靠攏。
還有其他很多方法，例如熱應(yīng)力自動(dòng)均流、外加均流控制器的均流等等。
目前應(yīng)用比較廣泛的是最大電流自動(dòng)均流法，有專(zhuān)門(mén)為這設(shè)計(jì)的IC，例如UC3907等。但是在這里，我不打算用專(zhuān)用IC，僅采用普通的運(yùn)放，來(lái)嘗試實(shí)現(xiàn)此功能。采用ORCAD來(lái)仿真。
具體的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是把本模塊的電流采樣值和均流的值進(jìn)行誤差放大，然后用誤差放大器的值去調(diào)節(jié)電壓反饋環(huán)路的值，使輸出電壓發(fā)生變化，以調(diào)節(jié)本模塊的輸出電流，使電流反饋值與均流母線的值相同，從而實(shí)現(xiàn)了最大電流自動(dòng)均流。