电
子
测
试
浅析开关 电源模 块并联均 流方法程 学院
７ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘要 ： 随着高频 开关 电源技术 的不断发展 ， 大 功率直流 电源 系统 可 以用多 台开关 电源 模块并联 的方式实现 ， 于是各 电源模 块 之 间均 流技 术的重要性与 日俱增 。 本文在对开关 电源模 块并联运行时不均流 的原 因进行 分析， 还介 绍了现有 的开关 电源模块 并联运行 时常用 的几种均流 的方法 ， 总结了这 些方 法的优缺 点。 并指 出， 随着可编程控制器件在开关 电源模块控制系统中广泛 的应用 ， 基于可编程控制器的数 字均 流方 法也将 以其灵 活性 、 精确性 、 抗干扰能力强等各方面的优点将取代其他均流方法 关键词 ： 开 关 电源 ； 并联 ； 均 流
（ Ｘ ｉ ’ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ， ｈ ｉ ｇ ｈ — ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｍ ａ ｄ ｅ ｕ ｐ ｂ ｙ ｍ ａ ｎ ｙ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｅ ａ ｃ ｈ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ Ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｇ ｍ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ，Ｔ ｈ ｉ Ｓ ｄ ｉ ｓ ｓ ｅ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｏ ｍ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｍ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ， ｓ ｕ ｍ ｍ ｉ ｎ ｇ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ Ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｗ ｉ １ １ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｔ ｅ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．
１ 引言
随着 我国工业生产 中对大功率 电源系统 需求的不断增加和 开关 电源模块化 的发展趋势 ， 以及 半导体功率器 件和 磁性材料 等 方面 的因素对单片开关 电源输 出功率 的限制 ， 开关电源模 块往 往 需 要 并 联 成 电源 系 统 运 行 ， 这 样 既 可 以 增 加 电源 容 量 ， 也 可 以 提 高 电源 系 统 供 电 的 可 靠 性 。 但在实 际应用中 ， 由 于 各 电源 模 块 之 间 的差 异 ， 并 联 运 行 时 会 出 现 电源 系 统 中 各 模 块 输 出不 均 流 的 现 象， 进 而 引起 电 流 应 力 和 热 应 力 的不 均 匀 分 配 ， 影 响 电源 模 块 的 使 用寿命和 可靠性 Ｊ 。 所 以并 联均流 技术成 了实现 组合大 功率 电源 系 统 的关 键 。
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｐａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ Ｃｕｒ ｒ ｅ ｎ ｔ － Ｓｈ ａ ｒ ｉ ｎｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｍｏ ｄｅ ｌ ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕｐ ｐｌ ｙ
Ｚ ｈ ａ ｎｇ Ｙｉ ｆ ａ ｎ Ｗａ ｎｇ ｌ ｅ
阻不一致。
１ ＿
《
２ 电源模 块 不均 流 的原 因分 析
从电源模块的控制系统来看 ， 所有 的电源模块并联运行 ， 则 输 出电压 Ｕ 。 都相等 ， 也就是 电压 反馈值 都相等 ， 但 是每个模块的 给 定量 Ｕ 和 反 馈 比 例 系 数 Ｋ 都 有 差 异 ， 运 算 放 大 器 的 失 调 电 压 也不 同， 所 以给控制 器件 的误 差信 号也不相 同， 使有些 误差信 号为正 的模 块 ， 电压调 节器正 向积 分 ， 输 出电流增加 ； 有 些误差 信 号为负的模块 ， 电压调节器反 向积分 ， 输 出电流减 小。 当系统进 入 稳态 以后 ， 最多有一个模块的误差为零 ， 电压调节器 正常工作。 所 以负载电流都要 由误差为零的模块承担， 就 出现 了电流不平衡 的现象 。 另外 ， 电源模 块外特 性的差异也是不均流 的原因， 如 图 １中 两个 电源模块并联运行 ， 输 出电压分别是 Ｕ 和Ｕ ： ， 电流分别为 Ｉ 和Ｉ ， 内阻分别为 Ｒ 和Ｒ ， 母线 电压 为 Ｕ 。 ， 其输 出特 性见式（ １ ） 、 （ ２ ）［ ５ ］ ０
ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｌ ｅ ｘ ｉ ｂ ｉ １ ｉ ｔ ｙ ，ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ，ａ ｎ ｔ ｉ － ｊ ａ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ １ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ：Ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ；Ｐ ａ ｒ ａ ｌ １ ｅ ｌ： Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ — ｓ ｈ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ