开关电源模块并联供电系统
摘要：在模块化分布电源系统中，为了实现完全稳定可靠的供电系统，模块化电源的并联技术则显得尤为的重要，通过多路开关电源并联使得输出大功率技术得以迅速的发展。采用DC/DC芯片TPS5430DDA设计并制作了两路均流电源，均流的实质是通过均流控制电路，调整个模块的输出电压，从而调整输出电流，以达到电流均分目的。再通过一定电流放大的电路控制两个模块的电流按1：2的比例自动分配。
关键词：DC/DC转换器 TPS5430DDA 均流 电流按比例分配
引 言
电源并联运行是电源系统的发展方向之一,因为分布式供电相对集中,供电具有容量易扩充、可靠性高、使用灵活、便于维护等优点。而实现开关电源并联运行的核心就是均流技术。一般的开关电源是一个电压型控制的闭环系统，均流的基本思想是采样各自的输出电流信号，并把信号引入控制环路中，来参与调整输出电压。选择不同的电流信号的注入点，可以直接调节系统的基准电压、反馈电压、或者反馈电流误差，形成多种均流方案，以满足不同的稳态性能和动态响应。目前常用的均流方法主要有输出阻抗法、主从设置法、平均电流法、最大电流法等,这些均流方法多数采用的是模拟量控制。
一．设计方案论证
1. DC/DC芯片选择
方案一：采用UC3842
是一种型性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。该调制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。其主要优点是其管脚效应少，外围电路简单，电压调整率可达0.01%，工作频率高达500KHz，启动电流小于1mA，正常工作电流为5mA，并可利用高频变压器实现与电网的隔离。该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。但它的大电流推挽输出只达1A。
方案二：采用TPS5430
采用DC/DC芯片TPS5430DDA，它的输入电压10—35V，最大输出电流达到3A，效率可以达到90%，内部集成了驱动电路和1.221V基准源，固定的工作频率500KHz。系统的可靠性能好，高工作频率减小了对电容和电感的要求，使系统小型化，且不使用高频变压器就可以实现设计的要求。
第５０卷第５期 ２０１６年５月 电力电子技术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏ１．５０，Ｎｏ．５ Ｍａｖ ２０１６
开关电源模块设计及其并联均流研究
曾 敏，徐超鹏，张艳杰
（华南理工大学，机械与汽车工程学院，广东广州 ５１０６４０）
摘要：提出了一种基于ＣＡＮ总线控制的直流软开关电源并联系统，其中电源模块采用加箝位二极管的零电压 开关（ＺＶＳ）软开关拓扑，并联系统采用基于ＣＡＮ总线通讯的自动选主主从均流法，控制系统以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ 型数字信号处理器（ＤＳＰ）为核心，并采用Ｂａｎｇ．Ｂａｎｇ＋比例积分微分（ＰＩＤ）控制算法。在实验样机中电源模块顺
利实现了软开关，箝位二极管有效抑制了输出整流管的电压振荡与尖峰，提高了电源模块的可靠性；基于ＣＡＮ 总线的自动选主算法与均流算法实现了并联系统的自动主从设置，达到了冗余控制的目的，且均流不平衡度 小于３％。获得了很好的均流效果。 关键字：开关电源；并联均流；软开关
中图分类号：ＴＮ８６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１６）０５—００６９—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｈａｒｉｎｇ
ＺＥＮＧ Ｍｉｎ，ＸＵ Ｃｈａｏ—ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙａｎ－ｊｉｅ
（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ ｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｐａｒａｌｌｅｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＤＣ ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＮ ｂｕｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｚｅｒｏ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＺＶＳ）ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｍｏｄｕｌｅｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｍｏｄｕｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＮ ｂｕｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ ｄｉｓｔａｌ ｓｉｇｎａｌ
２００６年９月２５日第２３卷第５期 通德电．潦 术
文章编号：１００９—３６６４（２００６）０５—０００３一（）２
ＤＣ／ＤＣ变换器交错并联技术研究 研制开发
王正同，罗乾超，刁元均
（西南交通大学，四川成都，６１００３Ｉ）
摘要：介绍了交错并联技术的工作原理和性能优点，给出了其设计要求，总结目前常见的交错并联控制方法及它们
各自的优势和劣势。
关键词：交错；并联；控制 中图分类号：ＴＭ４６１ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＤＣ／ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ—ｇｕｏ，ＬＵＯ Ｇａｎ—ｃｈａｏ，ＤＩＡＯ Ｙｕａｎ ｊ ｕ“
（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇ Ｄｕ，６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｈａｖｉｎｇ ｇｉｖｅｎ
ｔｈｅ ｒｅｑｕｅｓｔｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｕｓｕａｌ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ
ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ；ｐａｒａｌｌｅｌｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌ
０前言
随着电子信息技术的发展，』＼，＋１并联供电的方
式在通信电源、航空等领域中应用越来越广泛。交错
运行是并联方式的一种，』＼，模块并联交错运行是指各
并联模块的开关频率相同，但起始导通时刻彼此依次
错开１／Ｎ个开关周期。ＤＣ／ＤＣ变换器并联运行时，
如果能够实现并联模块的交错运行（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｏｐ—
电源模块并联供电的冗余结构及均流技术
摘要：介绍了将电源模块并联，并构成冗余结构进行供电的好处，讲述了几种传统的并联均流电路，讨论了各种方式下的工作过程及优缺点，并对均流技术的发展做了展望。
1 概述
随着电力电子技术的发展，各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满足要求。若采用多个电源模块并联供电，如图1所示，就不但可以提供所需电流，而且还可以形成N＋m冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得。
图1 多个电源模块并联供电框图
但是，在电源模块并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不可能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过轻。这将使系统的稳定性降低，会给我们的生产和生活带来严重的后果，而且电源模块自身的寿命也会大大缩短。国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命是在常温（25℃）时的1/6。因此，使各并联电源模块的输出电流平均分配，是提高并联电源系统稳定性的一个必须解决的问题。
本文从均流电路的拓扑结构出发，介绍几种传统的并联均流方案，对于其他均流方案（比如按热应力自动均流法），暂不做讨论。对于文中提到的每一种均流方法，都做了详细的介绍，并结合简单电路图，讲述其工作原理及优缺点[1][2][3][4]。在文章的最后部分，对并联均流的发展做了简单的展望。
2 N＋m冗余结构的好处
采用N＋m冗余结构运行，可以提高系统稳定性。
N＋m冗余结构，是指N＋ m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也会相应增加。
在正常的工作情况下，由N个模块供电。当其中某个或者某些模块发生故障时，它们就退出供电，而由m个模块中的一个或全部顶替，从而保证整个系统工作的持续性及稳定性。
