电源适配器并联均流的方式

电源适配器并联均流的方式,总的来说可以分成以下几类:

1)利用输出电压调整率均流｡戴维南等效电阻的存在使电源适配器输出电压随输出电流的增大而降低,二者间的比例称为输出电压调整率,它反映了戴维南等效电阻的大小｡一般开关电源适配器的戴维南等效电阻都很小,其输出电压调整率可达0.1%以下,并且分散性较大,这造成并联后各电源适配器输出电流很不一致｡针对这一问题,可以人为增大各电源适配器的戴维南等效电阻,并保证一定的一致性,就可以达到均流的效果｡但这种方法会显著加大输出电压调整率,并且由于各电源适配器的戴维南等效电压源的数值不完全相等,因此均流精度不高,各台电源适配器输出电流间的偏差最大可达各台电源适配器输出电流平均值的10%-20%以上｡

2)主从方式均流｡在系统中设置一个主控制器或选择某一个电源适配器为主控电源适配器,该主控制器或主控5伏电源适配器完成电压调节控制,其电压调节器的输出信号为电流参考信号,用来控制其他电源适配器的输出电流,这时,其他120w电源适配器按照电流源的特性运行｡由于每个电源适配器的电流参考信号都相等,因此输出电流也都相等｡这种方式均流精度很高,可达0.5%以内,但存在致命缺点,一且主控制器或主控模块发生故障,整个系统就瘫痪了,这成为系统可靠性的瓶颈｡

3) 无主或自动选主的均流方式｡这种均流方式的基本思路是在电源适配器间通过并机电缆,或称均流总线( Current Sharing Bus)来传递均流信号｡每个电源适配器根据均流信号调节自身输出电流,达到相互一致的目的｡在系统中,没有共用的控制器或者人为选定的主控模块｡各模块是完全对等的｡这类均流方式具有可靠性高,均流精度较高的优点,是目前所主要采用的均流方式。

属于这一类的均流的方法有很多,如平均电流自动均流法､最大电流自动均流法､热应力自动均流法,自动选主的主从均流法等｡这其中应用最为广泛的是最大值自动均流法｡

(1)最大电流自动均流法在这种均流方式中,均流信号是通过图429的电路在各电源适配器间进行仲裁,只有电流反馈值ua最大的电源适配器中的二极管VD4导通,因此仲裁的结果是均流母线电压正比于输出电流最大的电源适配器的电流,即均流信号为各电源适配器电流的最大值｡

  各八字尾电源适配器调节自身电流的方法是:最大电流(即均流信号)us同本电源适配器电流4a相减得到本电源适配器电流同最大电流间的误差值,将误差值乘以比例系数k后加到本电源适配器的电压给定中｡当误差增大时,本电源适配器电压给定略微提高,使得本模块分得更多的负载电流｡由于总负载电流由输出电压和负载决定,而均流调节仅微调输出电压,因此总负载电流基本不变,故本电源适配器电流提高将会使其他电源适配器分得的电流减小,最大电流值也会相应减小｡最终所有电源适配器各自调节的结果是使每个电源适配器的电流趋于一致,从而均分负载电流｡

这种均流方式适用于各种电压模式和电流模式控制的电源适配器,通常可以使各台电源适配器间的不均流度小于5%｡

但这种均流方法也有一些缺点:一是通过调节电压给定来调节输出电流,会造成输出电压的波动,影响稳压精度｡二是如果比例系数k过大,会造成各电源适配器输出电压竞相上升,可能导致严重事故,因此通常限定对电压给定的调节范围｡但带来的新问题是,当均流电路调节能力达到极限时,电源适配器只能退出均流。

  目前已有基于最大电流自动均流原理的专用集成电路产品,具有代表性的是Unitrode公司的UC3907｡

(2) 自动选主的主从均流方法｡通常意义的主从均流方法指图系统｡

各电源适配器公用一个电压调节器,其输出作为每个电源适配器的电流给定,每个电源适配器含有电流调节器,电源适配器相当于电流源,由于每个电流源的电流给定相同,各自的输出电流自然也就是一样的｡实际系统中每个电源适配器都含有电压调节器,在运行时由人工设定其中一个电源适配器为主机,其电压调节器处于工作作态,其他电源适配器为从机,它们的电压调节器不工作｡这种方式的优点是均流精度高,输出稳压精度也不因均流而恶化｡但明显的不足之处是:当主机损坏或切除后,系统就陷于瘫痪,必须人工干预,重新设定主机｡这在多数系统中是不能接受的｡

  因此必须使系统能自动选主,基本思想还是通过均流母线进行仲裁,具体电路见图｡

在自动选主的主从均流方式中,各电源适配器的电压调节器都处于工作状态,其输出通过均流母线仲裁出最大值｡这样输出值最高的调节器就成了主调节器,其他调节器处于跟随状态｡同时均流  母线还给各电源适配器传递了电流给定信号｡因此,在该均流方式下,均流母线具有双重作用。

自动选主的主从均流方式保持了均流精度高和稳压精度高的优点,而且在主电源适配器失效后,剩余的电源适配器能自动仲裁出新的主电源适配器,不影响系统正常工作。