直流电源的均流

开关电源并联均流技术Technique of Parallel Balanced Current in SMPS北京电子信息大学路秋生张艳杰(北京100031)摘要：讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其主要工作原理及特点。

关键词：均流主从控制电源内阻1引言在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。

因此在实用中往往采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。

但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。

不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”的问题，而解决方法的不同，对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。

由于目前稳定电源输出扩流应用较多，本文仅讨论开关电源并联均流技术。

均流的主要任务是：（1）当负载变化时，每台电源的输出电压变化相同。

（2）使每台电源的输出电流按功率份额均摊。

2提高系统可靠性方法（1）在电源并联扩流过程中，为了提高系统工作稳定性，可采用N＋m冗余的方法。

其中m表示冗余份数，m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也相应增加。

（2）采用均流技术保证系统正常工作。

在电源并联扩流中，应用较为广泛的办法是自动均流技术。

它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能力，又保证每个单元可靠工作的目的。

（3）均流技术应满足条件：·所有电源模块单元应采用公共总线。

·整个系统应有良好的均流瞬态响应特性。

·整个并联输出扩流系统有一个公共控制电路。

（4）常用的几种并联均流技术：·改变单元输出内阻法（斜率控制法）·主/从控制法（master/slave）·外部控制电路法·平均电流型自动负载均流法·最大电流自动均流法（自动主/从法、民主均流法）·强迫均流法3关于均流技术中常用的一些概念3．1稳压源（CV）电路框图和特性曲线分别如图1（a）、（b）所示，输出电压UO=RFUREF/R1（a）（b）图13．2稳流源（CC）电路框图和特性曲线分别如图2（a）、（b）所示，输出电流IO=RFUREF/（RSR1）（a）（b）图23．3CV/CC（恒压/恒流交叠）特性曲线如图3所示图34常用几种均流技术的工作原理4.1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（a）（b）图4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。

平均电流均流原理的应用什么是平均电流均流原理？平均电流均流原理是指在多电源并联供电电路中，通过合理的电阻分配，使得各电源之间的电流分布趋于均匀。

这种原理广泛应用于工业、电子设备等领域，能够提高电路的稳定性和可靠性。

平均电流均流原理的应用平均电流均流原理在各个领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 电池组均流在电动汽车、无人机等电力驱动设备中，常常需要多个电池并联供电，以提供足够的电流和电量。

这时，平均电流均流原理可以应用于电池组的设计和管理。

通过在每个电池之间串联适当的电阻，可以均衡每个电池的充放电过程，延长电池的寿命，并提高电池组的工作效率。

2. 直流电源均流在实验室、工业自动化控制系统等领域，直流电源的均流问题也是一个常见的挑战。

通过应用平均电流均流原理，可以在多个直流电源之间加入合适的电阻，使得各个电源可以均匀地输出电流。

这样可以避免某个电源电流过载，保证整个系统的稳定性和可靠性。

3. 电子设备综合供电在复杂的电子设备系统中，常常需要通过多个电源为各个电路提供供电。

为了保证各个电路之间的电流分配平衡，可以利用平均电流均流原理。

通过在每个电源输出端添加适当的电阻，可以实现电流的均匀分布，避免某个电路过载，提高整个设备系统的可靠性。

4. 发电机组均流在发电厂等大型发电系统中，常常会有多台发电机组成一个并联发电系统。

为了保证各个发电机之间的电流分布均匀，可以应用平均电流均流原理。

通过合理配置电阻，控制每台发电机的输出电流，使得整个发电系统的负荷均匀分配，提高系统的运行效率和稳定性。

平均电流均流的优点平均电流均流原理的应用具有以下几个优点：1.提高系统稳定性：平均电流均流原理可以实现电流的均匀分配，避免某个电源或电路过载，提高整个系统的稳定性和可靠性。

2.延长设备寿命：通过均匀分配电流，可以避免设备过载工作，降低设备的温度和功耗，延长设备寿命。

3.提高系统效率：平均电流均流原理可以确保各个电源或电路的负载均衡，提高整个系统的电能利用效率。

直流稳压电源并联均流及实现直流稳压电源并联均流及实现路秋⽣摘要本⽂介绍了直流稳压电源并联均流控制常⽤⽅法和⼯作原理、实现电路。

关键词直流稳压电源，均流，冗余，电源并联，电源管理⼀、简介电源并联运⾏是电源产品模块化，⼤容量化的⼀个有效⽅法，是电源技术的发展⽅向之⼀，是实现组合⼤功率电源系统的关键。

⽬前由于半导体功率器件、磁性材料等原因，单个开关电源模块的最⼤输出功率只有⼏千⽡，但实际应⽤中往往需⽤⼏百千⽡以上的开关电源为系统供电，在⼤容量的程控交换机系统中这种情况是时常遇到的。

这可通过电源模块的并联运⾏实现。

通过直流稳压电源的并联运⾏可达到以下⽬的：1.1 扩展容量，实现⼤功率电源供电系统。

1.2 通过N+1，N+2冗余实现容错功能，带电热插拔，便于在不影响系统正常⼯作的情况下，对电源系统进⾏维护，实现供电系统的不间断供电。

⼆、直流稳压电源并联扩容的要求2.1 N+m（m表⽰电源系统冗余度）个电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内。

2.2 每个直流稳压电源模块单元具有输出⾃动均流功能。

2.3 采⽤冗余技术，当某个电源模块单元发⽣故障时，不影响整个电源系统的正常⼯作，电源系统应有⾜够的负载能⼒。

2.4 尽可能不改变电源模块单元的内部电路结构，确保电源系统的⾼可靠性。

2.5 对公共均流总线带宽要⼩，以降低电源系统噪声。

2.6 确保每个供电单元分担负载电流。

即通过并联均流应使整个电源系统像⼀个整体⼀样⼯作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化。

三、常⽤的⼏种均流⽅法3.1 改变输出内阻法（外特性下垂法，改变输出斜率法）利⽤电流反馈，调节电源模块单元的输出阻抗，实现均流。

3.2 主/从法在并联运⾏的电源模块单元中，选定⼀个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从电源模块。

主电源模块⼯作于电压源⽅式，⽽从电源模块⼯作于电流源⽅式，电流值可独⽴设置。

数字控制技术在直流电源并联均流中的应用
邓磊;任稷林;王杰
【期刊名称】《空军预警学院学报》
【年(卷),期】2010(024)001
【摘要】通过分析传统的直流电源均流方法,提出一种在保留电压电流双环控制基础上增加功率环控制的新的数字均流方案.该方案较好地解决了模拟均流方法中存在的均流精度与控制回路复杂度之间的矛盾,并且实现了同功率和不同功率电源模块的并联均流.理论分析和仿真验证了该方案的有效性.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】邓磊;任稷林;王杰
【作者单位】空军雷达学院研究生管理大队,武汉,430019;空军雷达学院科研部,武汉,430019;空军雷达学院研究生管理大队,武汉,430019
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.UC3907在开关电源并联均流系统中的应用 [J], 刘春艳
2.一种新型均流技术在并联Buck变换器中的应用 [J], 杜炜;王聪;何安然
3.电源并联均流技术在航天器测试中的应用 [J], 吴美金;邵琼;王秉臣;唐亮;张建建
4.改进平均电流自动均流法及其在Boost变换器并联系统中的应用 [J], 肖文勋;张波;丘东元
5.并联均流技术在高频开关电源中的应用研究 [J], 郑耀添
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设计应用技术模块电源并联均流控制方法研究段洵宇，汪宇，李茂（中国船舶集团第七二二研究所，湖北整流电源多模块并联所组成的分布式电源供电系统有着容量大、效率高、成本低的优点，多模块一起协同工作使得电源系统的可靠性更胜一筹。

如何实现电源系统各个模块负载电流的均衡分配，并联均流技术是保证模块电源并联系统稳定运行的关键技术之一。

文中从模拟均流控制和数字均流控制的角度分析了主要的均流方法，综述了一些新型的均流控制策略，指出未来均流技术会朝着数字化、精准化的方向发展。

多模块并联；均流技术；均流控制策略；直流电源Research on Parallel Current Sharing Control Method of Module Power SupplyDUAN Xunyu, WANG Yu, LI MaoResearch Institute of China Shipbuilding Corporation, WuhanAbstract: Paralleled rectifier power module can achieve the expansion of capacity limberly, enhance the reliabilityof the whole power system and realize large capacity. The current-sharing is one of the key technologies in Paralleled power module to distribute the load current equally.The main current sharing method are systematically analyzed while）中通过调整模块输电阻以调整模块的输出阻抗大小，调整两个模块的外特性曲线靠近后实现电流的平+-V L ）两台主电路相同且容量相同的电源模块并联系统需要有电压电流双闭环控制模式，主模块通过电压控制规律工作，给定的基准电压为块实际输出电压反馈回来的信号，到的结果经过放大得到的信号，主模块产生的基准，V 小i f 1信号进行比较，比较得到的主模块电流实际的大小与模式见图随主模块产生的电压误差信号即电流基准基准与实际电压输出信号比较后产生电流误差信号，每个从模块再与各自实际输出电流值比较后生成用于PWM 电流基本一致，实现并联均流控制。

直流电源的均流摘要直流稳压电源的原理和设计：市电经功率变换后，分成既可相互独立又可并联组合的两路直流稳压电源。

输出电压可在1.8V—5.8V之间连续调节。

当两路并联时能够自动均衡电流，并用STC12C5A60S2作为控制核心，系统可以输出最大电流、实际电压和输出电压实时显示出来。

一、作品简介设计并制作直流稳压电源，两路电源可独立使用，也可以组合使用。

两路并联输出，可自动实现输出电流均衡。

指标完成情况：1)作品没能实现采用红外遥控对输出参数进行调整。

2)单路输出电压可在1.8V~6.0V之间以任意调节，由于DA部分出了一点状况，所以只能通过调节电位器来改变输出电压的值。

3)典型输入电压为5V，负载在10%~100%变化时，负载效应小于±0.5‰；由于没有功率电阻，所以没有测试，最大输出电流也没能测试。

4)满负载时纹波在5m以内；未进行纹波测试，在实验过程中所得到的方波波形毛刺很大。

通过增加滤波电容，效果也并不明显。

图 1.1 作品实物图二、硬件电路（一）硬件电路的焊接根据所给实训题的报告，在仔细阅读了报告之后，我们首先将需要购买的元器件罗列出来，待一些基本的元器件买回后，就开始了焊接。

同时开始了原理图的绘制，和程序的设计。

由于这次的硬件电路主要是两路可均流的DC/DC变换器，所以整个电路是相当对称的，在设计硬件电路时，我们很注意电路的对称布局的。

可是因为芯片和电感是在网上购买的，我们只需要根据芯片的封装焊接上芯片座或者预留出足够大的位置就可以了。

整个电路焊接好之后也算是美观。

只等芯片回来进行调试了。

可是在网上购买的芯片有很多是贴片的，我们只有把芯片引脚通过跳线引出来，也顾不上电路的美观了，在这个过程中，贴片芯片的焊接也显得尤为重要。

（二）硬件电路的调试SG3524和MC34152是直插式的芯片，所以我们最先调试的这部分电路，给两芯片给8.5V的VCC，MC34152的5脚输出一个方波，用来控制开关管的导通或截止。

电力技术应用变电站直流电源并联均流控制方法陈猛（国网湖北省电力有限公司恩施供电公司，湖北传统方法在变电站直流电源并联均流控制中的应用效果不佳，不仅直流电源并联均流度比较低，而且均为此提出变电站直流电源并联均流控制方法。

并采用小波降噪技术对原始信号进行滤波处理，根据电源并联原理识别直流电源并联均流误差，利用变换器对存在误差的直流电源电压进行调整，消除均流误差，从而实现变电站直流电源并联均流控制。

经实验证明，在设计方法以上，均流时间为0.21 s，设计方法在变电站直流电源并联均流控制方面具有良变电站直流电源；并联；均流控制；小波降噪技术；均流误差Parallel Current Sharing Control Method for Direct Current Power Supply in SubstationsCHEN Meng(State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd., Enshi Power Supply Company, EnshiAbstract: Due to the poor application effect of traditional methods in the parallel current sharing control of direct。

无线传感器在信号采集过程中受到干扰影响原始信号中会存在噪声信号，为了保证后续直流电源并联均流误差计算精度以及控制精度，采用小波降噪技术对原始信号进行滤波处理，对原始电源信号（2）为小波变换后的直流电源模块信号；a为变时刻直流电源并联电流信号；。

通过小波变换将原始信号变换为多个子序列，利用自适应阈值函数对信号的每个子序列进行滤波，用公式表示为（3）为自适应为小波变换后信号式中：U流电源并联负载阻抗。

将式（可以确定元将信号发送到控制电路，将电流与平均值比较，得到直流电源并联均流误差，其计算公式为式中：ϑ邻两相电流平均值。

直流电源系统评价标准（试行）国家电网公司二〇〇五年十二月目录1 总则....................................... .. (3)2 评价内容...................................... .. (5)3 评价方法 (5)4 评价周期 (7)5直流电源系统评价标准表....................... .. (9)直流电源系统评价标准（试行）1 总则1.1 为了加强直流电源系统全过程管理，及时掌握直流电源系统各个阶段的状况，制定有针对性的预防设备事故措施，全面提高直流电源系统的管理水平，特制订本评价标准。

1.2 本标准是依据国家、行业、国家电网公司现行有关标准、规程、规范，并结合近年来国家电网公司直流电源系统生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。

1.3 本标准规定了直流电源系统在设备投运前（包括设计选型、现场安装、现场验收）、运行维护、检修、技术监督、技术改造等全过程的评价项目及内容、评价依据、评价标准及方法。

1.4 本标准适用于国家电网公司系统所属110（66）kV～500kV变电站、开关站、换流站、串补站的直流电源系统的设备评价。

发电厂的直流电源系统和通信、自动化等专业所使用的专用直流电源系统的设备评价可参照执行。

1.5 引用标准及规定直流电源系统评价应遵循以下标准、规范和相关技术要求，当有关标准、规程、规范的内容发生变化时应使用最新版本。

当以下标准规定不一致时，应采用较为严格的标准。

GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 459—2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724—2000 电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程DL/T 5120—2000 小型电力工程直流系统设计规程DL/T 781—2001 电力用高频开关整流模块DL/T 856—2004 电力用直流电源监控装置DL/T 5044—2004 电力工程直流系统设计技术规程国家电网公司《直流电源系统技术标准》国家电网公司《直流电源系统运行规范》国家电网公司《直流电源系统检修规范》国家电网公司《直流电源系统技术监督规定》国家电网公司《预防直流电源系统事故措施》国家电网公司《国家电网公司电力生产设备评估管理办法》国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》2 评价内容评价工作依据有关标准和规范，从直流电源系统及其主要元器件的可靠性、主要性能指标等方面进行评价。

题目名称：直流电源的均流（C题）摘要：使用PWM控制器SG3524设计并制作了两路可均流的DC/DC变换器，输出电压可在1.5V—5.7V之间可调，系统最大效率可以达到88%。

整个变换器由MSP430F1611单片机作为控制核心，可以将输出最大电流和实际输出电流显示出来，还可以实现过流保护，完成了基本部分和发挥部分的所有要求。

关键词：BUCK 均流隔离电流采样隔离过流保护隔离数控一、系统方案选择与论证1.主回路拓扑方案选择与论证方案一：运放反馈均流如图1，主电路通过电压反馈稳定输出电压，从路通过运放检测主从两路的电压差控制输出电压，使得两路压差为零，从而达到均流的目的。

但是电路中引入的检测电阻，如果选较小的电阻，由于电阻阻值不能完全相同，而且还存在着温漂，很难达到均流的目的；为了达到较好的均流目的，检测电阻必须较大，但这又导致效率下降同时，运放做出来的效果与运放的参数有关，图1 运放反馈运放上反馈的电容、电阻不好调试。

因此，不采用此方案做均流部分；然而由于TPS5430的效率高的特点，去掉反馈运放后在第二路加上反馈电阻，并调整反馈电阻的阻值，我们可以把它做成双路的功率变换电路。

方案二：耦合电感如图2，利用隔离变压器，用一个PWM信号控制两个N-MOSFET同时导通和关断，利用匝数相同的耦合电感使并联时输出电流相等。

实验中得到的数据可知：输出电压、电流几乎完全相同。

但是，由于只有一个PWM信号，只能由主路反馈，图2 耦合电感而从路却处于一种无反馈状态。

这样，在单独工作的时候，从路的负载调整率很低，达不到基本要求。

方案三：非耦合电感并联如图3，电源独立时，通过各自的PWM 信号控制输出；在电源并联使用时，切换开关，使两个MOSFET 由同一个PWM 信号控制。

选择相同型号（相同压降）的肖特基二极管，在绕制电感的时候，选择相同参数的磁芯，用相同线径的铜线，按相同的绕制方法绕制，使得两个电感的电感量、Q 值、DCR 、损耗角相同，即使电感量有一定 图3 非耦合电感并联偏差，也可以通过后来开气隙（磨磁芯）使得电感量达到相同。