输出阻抗法如何实现模块电源并联均流

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输出阻抗法如何实现模块电源并联均流

输出阻抗法在实际工作过程中，是最容易实现多个模块电源均流输出的方法，这种方法的本质是采用开环控制，因此在小电流时很容易造成电流分配特性差、重载时不均衡等问题。在工作过程中，遇到电压调整率要求较高（等于或小于3%）的情况时，一般不宜采用该方法进行多个电源模块并联。

目前，将多个模块电源通过并联的方式进行均流输出，已经成为了很多生产商在进行新产品研发时的选择。这种并联均流输出的方式能够充分保障电源电池的工作稳定性，在某一个电源模块出现故障时，其他模块还可以正常运行，能够为工程师提供充足的维修检测时间。本文将会就电源模块并联的方法之一，输出阻抗法，进行简要介绍，帮助工程师快速掌握其原理。在日常的工作中，电源模块的输出阻抗并联输出法也被称作电压调节率法，这种方法是通过调节开关变换器的外特性即调节输出阻抗达到并联模块接近均流的目的。下图中，图1为一个开关变换器的外特性，Vo=f（Io）。在该外特性中，我们可以看到R为开关变换器的输出阻抗，其中也包括这个开关变换器模块连接到负载的导线电阻。空载时模块输出电压为Vomax。由此可见，当电流变化量为△I时，负载变化量为△V，因此AV/△I=R，R为该模块的输出阻抗。△V/△I同时也代表开关变换器的输出电压调整率。

图1 开关变换器外特性Vo=f（Io）

在正常工作的前提下，该开关变换器的负载电压与负载电流的关系可通过公式表示为Vo=Vomax—Rio。若将两台具有相同容量、相同参数的开关变换器相互并联，则有：Vol=Vomax—R1Iol，V02=Vomax—R210。R1、R2分别为模块l及模块2的输出阻抗。设负载电阻为RL，则有Io1=[R2Vol+（vol—v02）RE]/Rx，Io2=[R1V02+（Vol—V02）RL]/R，式中Rx=R1R2+（R1+R2）RL。

图2并联变换器及其外特性

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那么，如果将两台单独的开关变换器进行并联，其特性又会出现哪些变化？我们可以通过一个实验进行说明。将两台开关变换器相互并联后，其外特性如下图中图2所示。依据公式我们可以计算得出，当负载电流为IL=IOl+102时，负载电压为vo，按两个模块的负载调整率分配负载电流IL，斜率不相等，电流分配也不相等。当负载电流增大至IL''=10l’+102’时，负载电压为V0’。由此可见，模块1外特性斜率小，分配电流的增长量比外特性斜率大的模块2增长量更大。如果能设法将模块1的外特性斜率调熬到接近模块2，则可使这两个模块的电流分配接近均匀。

图3典型输出阻抗调节法电路原理图

在了解了并联变换器及其外特性知识后，我们就可以采用输出阻抗调节法进行并联输出调节了。图3是一种典型输出阻抗调节法实现并联模块近似均流的电路原理图，我们可以看到，图3中Rs模块电流的检测电阻，电流信号经过电流放大器输出V1（O—5V电压），与模块输出的反馈电压vf综合加到电压放大器的输入端。综合信号电压与基准电压Vr比较后，其误差经过放大，得到Ve，控制调节器及驱动器，用以实现自动调节模块的输出电压。当某个模块的电流增加量大时，vs上升，ve下降，使得该模块的输出电压下降，即外特性向下倾斜，接近其他模块的外特性，其他模块的电流增大，实现近似均流。

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