电源模块并联供电的冗余结构及均流技术

V₁，其他模块输出电流的采样电压为V_n。当某一模块输出电流偏大时，相应的V_n增大，与V₁比较，得到的V_en减小，反馈给该模块的控制电路中，减小其输出电流，从而实现均流。

图4 主从电源法工作原理图

主从模块法的优点是不须外加专门的控制电路。其缺点是，各个模块间需要有通信联系，连线比较复杂；其最大缺点是，一旦主模块出现故障，则整个电源系统将崩溃，所以，不能用于冗余结构中。

3．3 自动均流法和最大电流法

自动均流法也叫单线法，其工作原理是，将各电源模块都通过一个电流传感器及一个采样电阻接到一条均流母线上。

如图5所示，当输出达到均流时，输出电流I₁为零。反之，则电阻R上由于有电流I₁流过，在其两端产生一个电压U_ab，这个电压经过放大器A输出电压U_c，它与基准电压U_r比较后的ΔU，反馈回电源模块的控制部分，从而调节输出电流，最终实现均流。

图5 单线法工作原理图

自动均流法的优点是，电路简单，容易实现。缺点是，如果有一个模块与均流总线短路，则系统就无法均流，而且单个模块限流也可能引起系统不稳定。

若将图5中的电阻用一个二极管代替，二极管正端接a，负端接b。这样，N个并联的电源模块中，只有输出电流最大的那个模块的电流才能使与它连接的二极管导通，从而均流总线电压就等于该模块的输出电压，其他模块则以均流总线上的电压为基准，来调节各自的输出电流，从而实现均流。

如果单纯以二极管来代替采样电阻，则由于二极管本身有正向压降存在，所以，主模块的均流精度会降低，而从模块不受影响。这里可以用图6所示的缓冲器来代替，从而提高均流精度。

图6 缓冲器电路

采用这种均流方式，参与均流的N个电源模块，以输出电流最大的为基准，这个最大电流模块是随机的，这种均流方法也叫做“民主均流法”。由于最大均流单元工作于主控状态，别的单元工作于被控状态，所以，也把这种方法叫做“自动主从均流法”。

美国Unitrode公司开发的UC3907系列集成均流控制芯片就是采用这种工作方式。

UC3907芯片使多个并联在一起的电源模块分别承担总负载电流的一部分，并且所承担的负载电流大小相等。通过监测每个模块的电流，电流均衡母线确定哪个并联模块的输出电流最高，并把它定为主模块，再根据主模块的电流调节其他模块的输出电流，从而实现均流。

3.4 外部控制器法

外部控制器法就是在各并联电源模块之外，加一个专门进行并联均流控制的外部模块，如图7所示。

图7 外部控制法工作原理图

每个模块的输出电流采样，转化为电压信号，与给定的电压V_cc进行比较，所得差值输入到各电源模块的控制部分，这样就可以实现各模块输出电流的并联均流。

这种工作方式，需要外加专门控制器，加大了投资，而且控制器与个电源模块要进行多路连接，连线较复杂，但是均流效果非常好，各模块输出电流基本相等。

4 电源并联均流技术发展的现状及未来展望

目前使用较多的并联均流技术是主从控制法，而美国Unitrode公司以最大电流法为基础开发出的UC3907系列芯片，由于其简单的结构，强大的功能，而获得了广泛的应用。其详细参数及工作过程，可参阅文献[6]。

由于单片机及DSP技术的迅速发展，有人用它们来控制并联的电源模块均流，效果很好。不过由于芯片造价较高，而且自身A/D及D/A精度不够，若想得到理想的参数，还须外加专门的A/D及D/A芯片，故还未普及使用。