电源模块均流的基本原理、实现方法及仿真应用
手把手教你学会模块电源并联均流主从设置法
手把手教你学会模块电源并联均流主从设置法在昨天的技术文章介绍中，我们详细的分析了如何利用输出阻抗法实现模块电源并联均流。
然而，这种方法在实际工作中存在很多缺陷，这就需要工程师合理进行选择。
今天要为大家介绍的是利用主从设置法完成电源模块并联并实现均流的方式，希望能够通过本文的介绍，帮助工程师更好的完成多电源模块并联工作。
所谓的主从设置法，指的是在并联的n个变换器模块中，通过人为的程序制定，将这些电源其中的一个指定为主模块，而其余各模块跟从主模块分配电流，称为从模块。
该方法适用于有电流型控制的并联开关电源系统中，电流型控制是指开关电源模块中有电压控制和电流控制，电流环为内环，电压环为外环。
下图为n个变换器模块并联的主从控制原理图。
图为主从模块设置法均流控制原理图 从上图中我们可以很清楚的看到，图中每个电源模块珺为双环控制系统，在这种控制系统中，工程师将模块l设定为主模块并使其按电压控制规律工作，其余的n一1个模块按电流型控制方式工作。
vr为主模块的基准电压，Vf为输出电压反馈信号。
经过电压误差放大器，得到误差电压Ve，它是主模块的电流基准，与Vll（该参数反映主模块电流Il大小）比较后，产生控制电压Vc，控制调制器和驱动器工作。
主模块电流将按电流基准vc调制，即模块电流近似与ve成正比。
在完成并联设置后，各个从模块的电压误差放大器接成跟随器的形式，主模块的电压误差ve输入各跟随器，跟随器输出均为Ve，为从模块的电流基准，因此各个从模块的电流均按同一Vc值调制，与主模块电流基本一致，从而实现模块间的均流。
总结 在模块电源的并联均流设计中，采用主从模块设置法能够较好的保障机体实现稳定高效工作，且不会出现电流分配特性差等问题。
但是它也有一些缺点，那就是该均流法要求主从模块间必须有通讯联系，所以整个系统比较复杂。
且如果主模块失效，则整个电源系统不能工作，因此可靠性取决于主模块，只能均流，不适用于构成冗余并联系统。
模块电源的并联均流技术
主要内容
一，概述 二，常用并联均流技术 三，应用实例 四，注意事项
一，概述
为什么要并联？
扩容：满足大功率电源系统的负载功率要 求。 冗余：某一个单元电源损坏后整个电源系 统的输出还有足够的负载能力
提高电源系统的工作可靠性
一，概述
早期并联的方法：
功耗大 压降大 可能有环流
V s1 V s 2 V o1 V o 2 V o R2 Vo I o1 R1 R 2 RL Io 2 R 1 V o R1 R 2 RL
Io 2
I o1
Io
电压初始设定相等，外特性斜率不等
二，常用均流技术介绍
空载有环 流
V s1 V s 2 R1 R 2 R V s1 V o I o1 R Io 2 V s 2 V o R
电压初始设定不等，外特性斜率相等
二，常用均流技术介绍
外特性“软化”实现近似均流
Vo
Vo
Vo
Vo
V o
V o
O
I o 2 I o 2
I o 1
I o1
Io
O
I o 2 I o 2
I o 1 I o1
Io
改变斜率
二，常用均流技术介绍
“软化”实现：
串电阻，功耗大； 检测电流信号，控制驱动脉宽
A N G D 5 S A E D V HRA J 1 U0 31 R06 34 1 4 1 23 D0 35 B W6 T A 5L 1 2 1
IS V 5 1
9 1 0
L 34 R M2 D
L 34 R M2 D 1 3 1 8 R07 34
开关电源均流原理
开关电源均流原理开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电源设备。
在开关电源中，均流是一个重要的设计要求，它指的是在多路输出时，每个输出通路的电流能够保持均衡。
均流原理是指通过合理的电路设计和控制，使得每个输出通路的电流分配均匀，以达到稳定供电的目的。
均流原理的实现主要依靠两个方面的技术措施：电流检测和电流控制。
电流检测是实现均流的基础。
通过在每个输出通路中添加电流检测电路，可以实时监测电流大小。
电流检测电路一般采用电流传感器，如电流互感器、霍尔元件或电阻等。
这些传感器能够将电流转换成电压信号，然后通过放大和滤波等处理，将电压信号转换为电流数值。
电流控制是实现均流的关键。
根据电流检测到的数值，控制电源系统中的开关管或调整控制元件的工作状态，以使电流分配均匀。
一般来说，电流控制可以通过两种方式实现：主动调节和被动调节。
主动调节是指通过控制电源系统中的开关管的导通和截止，来调节输出通路的电流。
当某个输出通路的电流偏大时，通过控制相应的开关管截止，减小电流；当电流偏小时，则通过控制开关管导通，增大电流。
这种方式需要对输出通路进行精确的电流控制，以保持电流均衡。
被动调节是指通过调整功率元件的导通和截止，来调节输出通路的电流。
当某个输出通路的电流偏大时，通过调整功率元件的导通角度或频率，减小电流；当电流偏小时，则增大导通角度或频率，增大电流。
这种方式相对于主动调节来说，控制电路相对简单，但调节速度较慢。
开关电源均流原理是通过电流检测和电流控制来实现的。
电流检测能够实时监测每个输出通路的电流，而电流控制则根据检测到的电流数值，通过调节开关管或功率元件的导通和截止来实现电流均衡。
这样，就能够确保每个输出通路得到稳定的电流供应，保证设备的正常运行。
在实际应用中，开关电源均流原理的实现需要考虑多种因素，如负载变化、温度变化等。
同时，还需要合理选择电流检测元件和控制电路，以及进行精确的电流分配和控制。
只有在各种因素的综合作用下，才能实现开关电源的均流，确保设备的稳定供电。
开关电源并机均流原理
开关电源并机均流原理小伙伴们！今天咱们来唠唠开关电源并机均流这个超有趣的事儿。
咱先得知道啥是开关电源并机。
你就想象啊，有好几个开关电源，就像一群小伙伴手拉手，它们一起工作来给设备供电呢。
那为啥要并机呢？这就好比一个人搬东西可能有点吃力，多几个人一起搬就轻松多啦。
多个开关电源并机可以提供更大的功率，满足那些对电源需求比较大的设备。
那均流又是啥呢？这可太重要啦。
要是这几个开关电源一起工作的时候，有的特别卖力，有的在那儿偷懒，那可就乱套了。
均流就是要让这些并机的开关电源都能合理地分担电流，就像大家一起分任务一样公平公正。
咱来聊聊均流的原理哈。
有一种是通过硬件电路来实现均流的。
这里面有个很关键的东西叫均流电阻。
你可以把这个均流电阻想象成一个小裁判。
每个开关电源输出的电流都要经过这个均流电阻。
如果哪个电源输出的电流大了，在这个电阻上产生的电压就会高一些。
这个电压信号就会告诉这个电源：“你太猛啦，收敛点。
”然后这个电源就会调整自己的输出，让电流降下来一点。
这样呢，各个电源输出的电流就会慢慢变得差不多啦。
还有一种是通过软件算法来实现均流的哦。
这就更高级啦。
它就像一个超级聪明的大脑在指挥着这些开关电源。
软件会不断地监测每个电源的输出电流情况。
如果发现有电源输出的电流不均匀，它就会根据预先设定好的算法来调整每个电源的工作状态。
比如说，它会给输出电流大的电源发个指令：“你悠着点，分点活给其他小伙伴。
”然后给输出电流小的电源说：“你加把劲呀。
”这个软件算法就像是在协调一群调皮的小朋友，让它们都能好好干活。
你知道吗？均流对开关电源并机系统的稳定性可太重要啦。
如果不均流，有的电源可能会因为负担过重而提前“累垮”，也就是损坏啦。
这就像一群人抬东西，要是有个人一直承担大部分重量，他肯定先受不了。
而如果均流做得好，这些开关电源就可以和谐共处，一起为设备稳定地供电，设备也就可以安心地工作啦。
而且啊，均流还能提高整个电源系统的可靠性呢。
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北京信息职业技术学院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。
关键词均流、冗余、电源并联一、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到达以下目的：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。
在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，显然不具备冗余功能。
开关电源并联均流技术工作原理及特点
开关电源并联均流技术工作原理及特点摘要：本文主要讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其工作原理及特点。
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。
电路设计必看 CCM模块电源并联均流原理分析
电路设计必看CCM模块电源并联均流原理分析
提起CCM模式，相信很多工程师必然不会陌生。
在模块电源以及适配器等电子产品的设计过程中，一个很重要的环节就是要进行电感电流连续模式（CMM）下工作稳定性的检测。
今天我们将要进行的是CCM模块电源并联均流技术分析，看CCM工作模块是如何完成并联电路设置的。
在电路系统的设置中，我们可以看到，CCM电源模块可以等效为一个理想电压源和阻值很小的输出电阻串联而成的高性能电压源，其作用也与高性能电压源类似。
将两个CCM工作模块直接并联，其等效电路如图1所示。
如果每个模块参数相同，即理想电压源和输出电阻都相等，则每个模块均匀承担总输出电流亦即模块间自然实现均流。
图1 两模块并联等效电路
在完成CCM模块的并联连接后，我们就可以进行性能测试和曲线检测了。
下图中，图2为两个CCM工作模块直接并联输出特性曲线，通过曲线图我们可以看到其输出电阻值较小，这也就意味着理想电压源值较高的模块将输出大部分负载电流。
由此我们可以得出一个结论，那就是模块输出电阻越小，其输出特性斜率越大，并联后均流性能越差。
如图3所示，我们可以增大各并联模块输出电阻，使它们输出特性斜率减小。
通过这一方法，能够有效地改善并联均流性能，但同样的这一方法也会相应的造成系统效率下降，尤其在要求输出大电流场合，会使并联系统输出电压调节特性变差。
工程师在电路系统设计时应当及时注意以上问题，并采取相应的控制措施。
图2 两模块直接并联输出特性。
电源模块并联供电的冗余结构及均流技术
电源模块并联供电的冗余结构及均流技术
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。
2N＋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。
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电源模块均流的基本原理、实现方法及仿真应用
在很多大电流输出的场合，为了提高系统的可靠性，比较常用的一个方法就是采用热备份——多个电源模块并联使用。
每个电源模块还具备在线插拔的功能。
以便于拆卸和维修、维护。
但是我们知道，每个电源模块的内阻是略有不同的，而输出电压也不可能做到完全一致。
故而，稳压输出的电压源是不可以直接并联的，或者是即便并联了，每个模块的输出功率各不相同。
有可能会出现闲的闲死，忙的忙死的现象——有的模块在超负荷工作，损耗发热都比较厉害，寿命会降低。
而有的工作于轻载，甚至都没有进入较好的工作状态(例如移相全桥，轻载时不容易实现软开关)，也对电源健康不利。
这时候，我们需要一种手段，让各模块输出功率基本相同。
这种把负载平均分配到各模块的手段，我们称之为均流。
均流的方法有很多种，例如：
1，输出阻抗法，又叫下垂法、倾斜法、电压调整率法。
是通过调节电源的输出内阻的方式来实现的。
这个方法的特点是简单。
但最大的缺点是电压调整率差。
2，主从设置法，人为的在并联的模块中选一个主模块，别的模块的输出向这个模块靠拢。
最大的问题是，如果主模块失效，那幺整个电源系统都不能工作了。
3，平均电流自动均流法，把各模块的电流采样放大后通过一个电阻连到公用的均流母线上，大家按照均流母线上的平均电压来实现调整完成均流。
平均电流自动均流法可以实现精确均流，但如果均流母线发生短路，或者某个模块发生故障，母线电压下降会使各模块电压下调。