[發(fā)明專利]一種多組電源并聯(lián)均流電路

在審

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• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114678858A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金國衛(wèi);董長;王燦
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽金屹能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發(fā)明涉及一種多組電源并聯(lián)均流電路，包括至少兩個電源模塊、二極管、負(fù)載、均流控制模塊、電流采樣電阻；N個電源模塊的直流輸出正極、負(fù)極分別連接到一起匯合為正極母線、負(fù)極母線；匯合后的正極母線連接到二極管的陽極，二極管的陰極輸出連接到負(fù)載的一端；匯合后的負(fù)極母線連接到電流采樣電阻的一端，電流采樣電阻的另一端連接到負(fù)載的另一端；本發(fā)明通過外置均流采樣模塊和電流采樣電阻，測量流經(jīng)負(fù)載回路的總電流與各模塊輸出電流進(jìn)行比較，進(jìn)而通過PID運算后輸出電壓調(diào)節(jié)信號至每個模塊的外部給定控制端，調(diào)節(jié)每個電源模塊的輸出電壓使各電源模塊輸出電流均衡。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，均流效果好，均流精度高，工作可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于多組電源并聯(lián)均流的電路。

背景技術(shù)

在為大功率負(fù)載供電時，需要多個電源模塊并聯(lián)工作，以提高系統(tǒng)總輸出功率；在為一些重要負(fù)載供電時，常采用的方法就是熱備份——多個電源模塊并聯(lián)使用，以提高系統(tǒng)供電可靠性。

我們知道，每個DC/DC或AC/DC電源模塊的內(nèi)阻是略有不同的，而輸出電壓也不可能做到完全一致。故而，穩(wěn)壓輸出的電壓源是不可以直接并聯(lián)的，或者是即便并聯(lián)了，每個模塊的輸出功率各不相同，有可能會出現(xiàn)閑的閑死，忙的忙死的現(xiàn)象——有的模塊在超負(fù)荷工作，損耗發(fā)熱都比較厲害，壽命會降低；而有的工作于輕載，甚至都沒有進(jìn)入較好的工作狀態(tài)，這對電源的健康非常不利。這時候，我們需要一種手段，讓各模塊的輸出功率基本相同，也即讓各模塊的輸出電流基本相同，這種方法稱之為均流。

傳統(tǒng)的均流方法有輸出阻抗法、主從設(shè)置法、平均電流自動均流法、最大電流自動均流法。

輸出阻抗法，又叫下垂法、傾斜法、電壓調(diào)整率法，是通過調(diào)節(jié)電源的輸出內(nèi)阻的方式來實現(xiàn)的，該方法的特點是簡單，但最大的缺點是電壓調(diào)整率差。主從設(shè)置法，是人為的在并聯(lián)的電源模塊中選一個為主模塊，其它模塊的輸出向這個模塊靠攏，該方法最大的問題是，如果主模塊失效，那么整個電源系統(tǒng)都不能工作了。

平均電流自動均流法，是將各模塊的電流采樣放大后通過一個電阻連到公用的均流母線上，所有電源模塊按照均流母線上的平均電壓來調(diào)整并完成均流。平均電流自動均流法可以實現(xiàn)精確均流，但如果均流母線發(fā)生短路，或者某個模塊發(fā)生故障，母線電壓下降會使各模塊電壓下調(diào)，從而影響其它模塊正常工作。

最大電流自動均流法，又叫自動主從均流法、民主均流法、峰值均流法，在平均電流自動均流法中，將連接到公用均流母線的電阻換成二極管，就變成了最大電流自動均流法，在所有并聯(lián)模塊中，輸出電流最大的那個模塊自動成為主模塊，其他模塊的輸出向這個電源模塊靠攏。該方法其它模塊只能跟隨最大模塊的輸出電流，而且由于二極管門檻電壓的存在，會導(dǎo)致主模塊和其它從模塊的電流存在差異，尤其是在輕載時，總輸出電流較小時，均流精度不夠高，均流誤差會較大。

可見傳統(tǒng)均流方法都或多或少存在問題，要么涉及到對電源模塊內(nèi)部電路進(jìn)行改造，適應(yīng)性不高，要么是均流精度不夠高，要么是可靠性差，某個模塊故障即影響整個系統(tǒng)工作。

發(fā)明內(nèi)容

為確保多個獨立的電源模塊能夠并聯(lián)工作，克服現(xiàn)有多組電源并聯(lián)均流電路和均流方法的不足，本發(fā)明提供一種多組電源并聯(lián)均流電路和方法，無需對電源模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，即可實現(xiàn)多組電源并聯(lián)均流，且均流精度高、系統(tǒng)可靠性高。

為實現(xiàn)上述功能，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多組電源并聯(lián)均流電路和方法，由至少兩個電源模塊、均流控制模塊、電流采樣電阻、二極管、負(fù)載組成。

所述電源模塊的數(shù)量可以為N個（N為大于等于2的自然數(shù)），本發(fā)明以3個電源模塊為例來說明多組電源并聯(lián)均流電路和方法；

所述第一電源模塊、第二電源模塊、第三電源模塊的輸入可以為交流或直流，電源模塊的輸出為直流，每個電源模塊可以是內(nèi)部獨立接地，每個電源模塊可通過外部電壓給定控制該模塊的電壓輸出，也可將每個模塊的輸出電流通過端口發(fā)送到其它模塊；