常用均流方法的分析比较 - 开关电源并联均流实现

　　开关电源并联系统常用的均流方法有以下几种。

　　输出阻抗法即Droop(下垂，倾斜)法调节开关变换器的外特性倾斜度(即调节输出阻抗)，以达到并联模块接近均流的日的。这种方法是一种简单的大致均流的方法，精度比较低。

　　主从法适用于电流型控制的并联开关电源系统中。这种均流系统中有电压控制和电流控制，形成双闭环控制系统。这种方法要求每个模块问有通讯，所以使系统复杂化，并且当主模块失效时，整个电源系统便不能工作。

　　平均值均流每个并联模块的电流放大器输出端接一个相同的电阻到一条公共母线上，形成平均值母线。当某模块电压比母线电压高时，输出电压下降，反之亦然。

　　最大值均流法和平均值均流法相似，区别只是每路电流通过一个二极管连到一条公共母线上。这种方法其实质是一种“民主均流”方法，电流最大的那个模块自动成为主模块，其他模块为从模块，从而“自动主从控制”。

　　平均值均流和最大值均流法的均流母线断开或者开路都不会影响各个电源模块独立工作，并且是自动均流方法，均流精度比较高。

　　图4为常见均流方法的原理图。如果均流母线是并联模块电流的平均值，则是平均值均流法;如果是并联模块电流的最大值，则是最大值均流法;如果均流母线是并联模块中的主模块的电流，则就是主从均流法。但是，在这些均流方法中，每个模块都需要有一套独立的PWM控制环。

　　4 新的均流方案

　　本文提出的方案是基于前所述的每路加一个简单的RC网络检测其分配的电流大小。电容C两端的电压平均值就可以表征这路模块的电流大小，所以，对系统进行均流控制就是对各路RC网络C上电压进行均压。其均流原理图如图5所示。

　　图5中：Vbus为均流母线电压;

　　Vref为输出电压参考值;

　　Vs为输出电压的采样值。

　　其工作原理和过程如下：

　　通过检测RC网络中C两端的电压，作为电流信号，几路电流信号(本例只有两路)通过一个相同的电阻就得到了平均值均流母线，平均值均流母线电压值与负载有关，表征负载电流的大小。

　　然后将每路采样来的电流信号与母线电压比较，得到误差信号，去修正输出电压参考信号，从而对PWM控制器的占空比输出进行微调，达到均流和稳压的目的。

　　5 实测结果

　　样机是一台DC5V输入，2V/40A输出的4路Buck并联的开关电源，工作频率为200 kHz，带上满载进行测量每一路电流输出，均流效果好，误差在2%以下，电源输出稳定。当输出电流越大，即大功率并联的电源系统中，均流效果越好。

　　6 结语

　　这种方案使电流检测很方便，能高效率、低成本、简单、方便地实现并联系统的均流。