【导读】在电源系统设计中,当一个电源模块的功率无法满足系统的设计要求时,我们往往会考虑多个模块的并联使用。如果并联设计不合理,就会导致并联??槭涑鼍魇В嵊猩栈档缭茨??、甚至损坏后级系统的风险。今天跟大家简单分享一些造成电源??椴⒘У恼嬲?。
目前电源系统的发展趋势采用新型的功率器件实现小型、轻量、高效率的电源??榛?,通过并联进行扩容。电源并联运行是电源产品模块化、大容量化的一个有效方案,是电源技术发展的趋势之一,是实现组合大功率电源系统的重点。
1.不能并联的根源
很多工程师刚接触电路系统设计时,总会把多个电源??椴⒘黄鹗褂茫贾履?槭涑鑫薹ň?,使得模块输出短路、启动异常、损坏等现象。要彻底解决并联??榫鞯奈侍?,必须从??榈慕峁购褪涑鎏匦匀胧?,寻找根本原因。

图1
图 1为电源??榈哪诓康刃в胧涑龈涸靥匦郧撸篤O=f(IO),R为??榈氖涑鲎杩梗ò枷叩缱韬徒哟サ缱璧龋赵厥?,??槭涑龅缪刮畲笾礦O(max)。当负载电流变化△IO时,负载电压变化量为△VO,△VO=R*△IO,R*△IO也表示??榈母涸氐髡省8涸氐缪筕O与负载电流IO的关系可表示为:
VO=VO(max)-R*IO
当两个??橄嗷ゲ⒘?,如图 2所示,则有:
VO1=VO1(max)-R1*IO1
VO2=VO2(max)-R2*IO2
IO=IO1+IO2
如果两个??榈牟问耆嗤?,即:VO1(max)= VO2(max)、R1=R2,则两条负载特性曲线重合,能实现负载电流均匀分配。但在实际应用中,两个具有相同容量的???,VO1(max)与VO2(max)、R1与R2的参数也不可能完全做到相同。从图 2可以看出,由于输出到负载RL的等效阻抗R1、R2很小,输出电压即便出现很小的差别也会引起输出电流很大的变化。例如:当负载RL电流由IO= IO1+ IO2增大到IO、=IO1、+IO2、时,负载特性曲线斜率小的模块1将承受大部分负载电流,???将运行在满载或过载限流状态,影响??榈目煽啃?。

图2
通过对图 1、图 2的分析可知:造成相互并联的电源??椴痪鞯闹饕蚴鞘涑龅缪购偷刃ё杩共灰恢?。
2.并联的解决方案
并联电源电路的设计,要比串联电源电路设计复杂得多,需要考虑输出电压差、输出阻抗匹配、输出电流均衡等问题。接下来为大家简单介绍几种在日常电源电路设计中比较常用的并联方案,帮助工程师高效完成并联设计任务。
a.电阻并联法
图 3是一种采用比较多的电源并联方案:电源输出电阻并联法。在两组模块输出端先分别串接电阻R1、R2,然后再并联。此种方案主要利用电阻R1、R2上的线性电压,使得两组??榫×看锏礁涸鼐饽康?,避免负载特性曲线斜率小的模块承受大电流输出。此并联方案成本低,但只适合在精度要求不高、输出功率不大的场合

图3
b.二极管并联法
图 4是电源输出二极管并联法,在两组??槭涑龆讼确直鸫佣蹹1、D2,然后再并联。此种方案与电源输出电阻并联法原理相同,优点在于可以利用二极管防止不同电源??榈氖涑龅缌髂媪鞯搅硗庖桓瞿??,形成内环流。

图4
c.电流均流并联法
图 5是电流均流并联法,使用特定均流IC设计电源并联输出,每一个被并联的??槎寄芫魇涑?,提升每个??榈目煽啃?,但成本相对比较高,适用于有较高精度要求的应用场合。

图5



