开关电源关于并联均流知识详解-KIA MOS管

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常用几种均流技术的工作原理

1、改变单元输出内阻法(斜率控制法、电压下垂式、输出特性斜率控制式)

实现方式：

·UO固定，改变斜率

·斜率固定，改变输出电压

(1)工作原理和特性曲线

开关电源并联均流技术

见图4(a)、(b)，图中△Imax=△UOImax/△Uslope，内阻RO=△UO/△IO当单元输出电流IO1增加时，IO1在电流检测电阻RS上的压降增加，致使A1输出电压增加，与单元电压反馈信号Uf叠加后送至A2反相输入端，经A2放大后输出Ur变负，利用这个Ur电压控制单元输出电流，从而实现均流。

由图4(b)可以看出：当典型值△UO=±0.1%，△Uslope=±2%，则△Imax=0.05Imax，即调整精度为5%。这种调节精度对大多数调节系统来说是能接受的。

(2)改变单元输出内阻法(斜率法)特点

·小电流时均流效果较差，这点可从公式

△Imax=0.05Imax看出。

·大电流时均流效果较好。

·对电压源来说，内阻RO(斜率)应越小越好，但是这种均流方法利用改变RO来实现均流，降低了电源输出的负载特性，即以牺牲电路的技术指标来实现均流。

·随着微处理器技术的发展，这种方法很容易实现程控，从而实现比较理想的均流控制特性。

2、主/从控制法(Master/Slave)

(1)工作框图

见图5，在这种工作方式下用n个单元，其中一个单元(主控单元)工作在电压源(CV)方式，其余n-1个单元工作于电流源(CC)方式，利用来自输出电流的误差电压△U来实现均流控制。

它实际上是由电压环(外环)和电流环(内环)构成电流控制型的双环控制，或说成是电压控制的电流源。

(2)主要特点

·一旦主控单元出现故障则整个系统崩溃。

·由于电压环工作频带宽，易受噪声干扰。

·主/从单元间必须要有通讯联系，所以整个系统较复杂。

·可靠性取决于主模块，只能均流，不能构成冗余系统。

·适用于n个功率单元的系统。

3、外部电路控制法

(1)工作原理

每一个单元加一个输出电流检测电路来检测它的电流，产生的反馈信号调节每个单元的电流，从而达到各单元间输出均流的目的。在这种情况下，每个单元间应有公共总线。

(2)优缺点

·这种控制方法均流效果较好，但是每个单元需附加一个电流控制电路，成为控制环路的一部分，需满足环路的总体要求，否则会降低单元的技术指标及工作稳定性，降低系统的动态响应特性。

·由于每个单元都需要一个控制电路，所以整个扩流系统连线较多。

4、平均电流型自动负载均流法(自动均流)

(1)工作框图

见图6，这种均流方式采用一个窄带电流放大器，输出端通过阻值为R的电阻连到均流母线上，n个单元采用n个这种结构。

当输出达到均流时，电流放大器输出电流I1为零，这时IO1处于均流工作状态。反之，在电阻R上产生一个Uab，由这个电压控制A1，由A1再控制单元功率级输出电流，最终达到均流。

(2)特点

·均流效果较好，易实现准确均流。

·在具体使用中，如出现均流母线短路或接在母线上的一个单元不工作时，母线电压下降，将使每个单元输出电压下调，甚至达到下限，以致造成故障。并且当某一模块的电流上升至Iomax时，电流放大器输出电流也达到极限值，同时致使其它单元输出电压自动下降。

·可以构成冗余系统，均流模块数理论上可以不限。

·缺点为了使系统在动态调节过程始终稳定，通常要限制最大调节范围，要将所有电压调节到电压捕捉范围以内。如果有一个模块均流线短路，则系统无法均流。单个模块限流也可能引起系统不稳定。在大系统中，系统稳定性与负载均流瞬态响应的矛盾很难解决。如果在图6中的R支路上串一只二极管，则构成所讲的最大电流自动均流法。

5、最大电流自动均流法(民主均流法，自动主/从控制法)

(1)工作原理

将图７所示均流框图中的电阻R用一个二极管代替，二极管正端接a，负端接b。这样只有当n个单元中输出电流最大的一个电流放大器输出才能使二极管导通，从而影响均流母线电压，进而达到该单元均流调节作用。这种方法一次只有一个单元参与调节工作。

(2)特点

·在这种均流方式下，参与调节的单元由n个单元中的最大输出电流单元决定，一次只有这个最大输出电流单元工作，这个最大电流单元是随机的，所以有人把这种均流方法叫做“民主均流法”。 又由于一旦最大均流单元工作，它处于主控状态，别的单元则处于被控状态，因此又有人把这种方法叫做“自动主/从控制法”。

·由于二极管总有正向压降，因而主单元均流总有误差，而从单元的均流效果是较好的。美国优尼则公司的UC3907集成均流控制芯片就工作在这种方式下。最大均流法的特点和平均电流法的特点相似。

6、强迫均流法

所谓强迫均流，就是通过监控模块实现均流。实现方式主要有软件控制和硬件控制两种。

软件控制是通过软件计算，比较模块电流，平均电流，然后再调整模块电压，使其电流与平均电流相等。软件方式易于实现，均流精度高，但其瞬态响应比较差，调节时间长。

硬件控制方式原理如图7所示，取样电压Us与系统基准电压Ur相比较产生误差电压Ue，该电压送至每个模块，与模块电流相比较，调节模块参考电压，从而改变输出电压，调节输出电流，实现均流。这样，每个模块都相当于电压控制的电流源。这种均流方式精度高，动态响应好，可控制模块多，可以很方便的组成冗余系统。

强迫均流依赖监控模块，如果监控模块失效，则无法均流，这一点使用时应注意。在强迫均流中，每个监控系统监控的模块数可达100个，参数设置好后(即使模块电压相差较大，如1伏或更大)不需任何调整，均流精度高于2.5%，负载响应快(在几百ms内)，无振荡现象。

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