导轨式开关电源并联和冗余技术在实践中的应用

通过加大了电源的过负载能力，来解决由于负载突变而可能发生电源瞬间过负载的问题。这样，PULS电源并联工作方法比一般的开关电源的并联来的更加可靠、安全和方便。

　　4、 导轨式开关电源的简单的并联运行模式

　　在使用导轨式开关电源时，为了提供超过单个电源所能达到的输出最大功率，可以通过电源并联的方法来增加输出的电流量。简单的并联运行模式是要求二个或多个电源直接并联，而不产生任何损坏的现象，其重要的一点就是电源对输出功率的承受力，所谓的简单并联并不考虑电流的均流问题，而是考虑在启动时或负载变化时的并联电源可能产生的问题。人们将两个电源简单地并联起来，并将它的输出电源调整到尽可能一致，这样在工作实践中往往会出现这种现象：电源1首先承担全部负载，一直到它的电流极限，然后电源2承受余下的电流，如果这样并联运行作为冗余功能使用，同时采用不同的输入源的工作的话，那么这种方式是受欢迎的，因为它可以对输入源寿命起延长保护作用（如电池等）。如果这样并联运行作为提高输出总功率，即加大电流量的情况下，这种不均流的工作方式将带来不良的后果，因为这样一个电源一直工作在满负载的状态下，其电源的寿命大大减少，并联电源的可靠性大大降低，这个电源往往也会过早地损坏。所以一般并联电源必须合理地分配电流，这里有两种实现的方法。

　　4.1 采用被动式均衡电流的并联运行模式

　　被动式均衡电流的并联运行模式特点是：当输出电流增大时，其输出电压会微量的减少，其输出电压是所谓的软特性：输出电压随着输出电流的增加而稍微下降。其电源在空载到满负载之间的输出电压的波动大约为4%～5%额定电压即1V左右。这样当二个电源并联时，由于不同的电流负载产生了不同的输出电压，一个是有稍高输出的电压的电源首先承受负载电流，随着电流量的增加，这个电源输出电压略降，低于另一个电源的输出电压，这样另一电源承受负载电流，通过这样阶梯式交替的方法达到均衡电流的作用。均衡电流的平衡程度如何，取决于所有并联电源的输出电压的初始调节和设置值。必需指出，这个方法的实现其输出电源必须采用一个共同的接线端。

　　一般来讲，在大多数应用场合中，具有输出电压的软特性下降曲线的开关电源基本上能满足并联运行的均流的要求。PULS电源SL强力型系列采用了这种被动式的并联工作方式，为了方便用户的使用，PULS电源上面具有输出电压特征的选择开关，即单个运行或并联运行的选择开关。开关打开"S"状态时，这时输出电压特征是硬特性，输出电压的大小与输出的电流无关。当打开"P"状态时，即为并联运行方法，电源输出电压特征软特性。开关电源的输出电压值随输出电流增加而减少，以达到均衡电流的目的。这样PULS电源给并联运行或单个运行提供了一个经济而又可靠的性价比高的导轨式开关式电源。

　　4.2 采用主动式均衡电流的并联运行模式

　　主动式均衡电流的并联模式必须采用一根附加的均流线，这根均流线作为反馈信号传送到电源的控制器来调节每个电源在所有的条件下提供相同的输出电流，这时，电源电压输出的软特征是不需要的，输出电压在任何场合下不受电流大小的影响，所以与被动式均衡电流相比，其输出电压精度高，同时与输出电路的类型无关；但是对于开发和安装来说，费用较高，因为在电源内部需要一个精确度较高的电流测试线路和一个附加的电流调节器，同时也多一个接线端口。PULS电源的SL40.301三相24/40A的电源采用这种技术，所有的电源经过均流线和地线相连接，如图4所示。

　　5 导轨式开关电源的冗余运行模式

为了提高供电电源的可靠性，在许多工业应用场合都采用冗余电源的方案，这就是说在并联的电源中至少有一个电源处于后备状态。这样当并联电源中任一电源发生损坏时，这个后备电源自动切换到工作状态，已保证并联电源继续提供设计的总功率，这种冗余方案称为N+1冗余，为了进行更高地提高可靠性，也可采用N+M的冗余方案，所有M个电源都处于后备状态，即使M个电源发生故障时，并联电源仍能正常工作，提供给负载所需的功率。为了保证冗余电源运行模式的高可靠性，其电路的设计要考虑的问题比一般并联电源的方案多得多。比如说，必须考虑任何一个电源不应长期在功率极限或电流极限状态下工作。这样产生的热量会影响寿命和提高损坏的概率，在最坏的状况下，冗余决不允许输出回路的电压短路的现象出现，这会引起负载回路的短路，完全不能实现冗余功能。因此为了100%地实现冗余功能，各个电源之间必须互相隔离，这一般可采