本实用新型专利技术涉及开关电源技术领域，公开一种直流开关电源并联系统均流控制装置，包括：若干个并联的开关电源均流模块、极值电流选择电路；所述若干个并联的开关电源均流模块的负载输出端与负载相连，所述若干个并联的开关电源均流模块的极值电流选择端与极值电流选择电路相连。本实用新型专利技术能够使在某一基本单元故障情况下也能使系统正常运行，从而可适用于具有冗余结构的电源并联系统，提高了电源系统及负载的可靠性和安全性；并且在不用智能控制器（CPU）和复杂的编程技术，降低了电源设备成本，实现了并联系统的均流目的，降低了系统电源模块的调节频率，有效避免了输出电流产生低频振荡，进而提高了系统动态响应。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及开关电源
，尤其涉及一种直流开关电源并联系统均流控制装置。
技术介绍
八十代开始，为适应大功率供电系统负载安全性的考虑，开始对分布式电源系统进行初步研究。传统的供电系统为提高供电的可靠性，每个负载需要备有两套完全一样的电源设备，其成本增加了一倍。分布式电源系统利用新电源理论和技术，采用较小的电源功率电路，组合成模块式、智能化的大功率电源系统。在分布式电源系统中，模块电源具有独立性和灵活性，这种设计打破了功率上的局限，其容量可根据用户的需求或依负载变化进行扩展，使电源系统的体积、重量大为降低；且系统可方便地采用冗余设计，提高了系统的可靠性。当某一模块发生故障，能够方便地更换此模块，而不影响系统的正常工作，提高了系统的安全性。由于系统由标准化的模块组合而成，电源产品便于规范化，不但降低电源的设计成本和重复投资，还可减少生产和维护费用。在模块化分布电源系统中，为了实现完全稳定可靠的工作，模块化电源的并联技术则显得尤为重要。由于并联运行中每个模块的外特性不一致，外特性好(电压调整率小)的模块，可能承担更多的电流，甚至过载，而某些外特性差的模块运行于轻载或者空载的状态下，其结果是分担电流多的模块可靠性大大降低。因而在模块并联运行系统中必须设计有效的负载分配控制策略。并联模块均流技术是实现模块化大功率电源系统的重点，以保证各模块间电应力和热应力的均匀、合理分配，防止一个或多个模块工作于电流极限状态。因此，并联均流理论和技术成为当前电力电子技术的研究重点。在电源并联系统中，实现均流控制常用的并联均流方法共有六种：输出阻抗法、主从设置法、热应力自动均流法、外加均流控制器法、平均电流自动均流法、最大电流自动均流法。①输出阻抗法是通过调节电源的输出阻抗以达到并联模块接近均流的目的。在并联电源模块系统中，各个电源模块是独立工作的。每个模块根据其外特性以及电压参数值来确定输出电流。该方法本质上属于开环控制，因此该方法简单，不需要外加专门的均流装置。但是，该方法使得电源的调整精度不高，每个模块必须进行个别调整，如果并联的模块功率不同的话，容易出现模块间电流不平衡的现象。②主从设置法是将多个并联电源模块中的一个作为主模块，其他模块跟随主模块工作。主模块的工作电流与输出反馈信号进行比较，将差值信号反馈回各电源模块（包括主模块和从模块）的控制电路，从而调节各模块的输出电流大小。主从设置法属于闭环控制，不需要外加专门控制电路，因此均流精度比较高。但是各个模块间需要有通信联系，连线比较复杂，而且一旦主模块出现故障，则整个电源系统将崩溃，不适用于冗余并联系统。③热应力自动均流法是利用监测电源系统中每个电源模块单元的温度来实现自动均流。电源系统中各并联模块在电源柜中所处的位置不同，对流情况和散热条件也不同，结果有的模块温度高，有的模块温度低。该方法使其温度高的模块单元输出电流小，温度低的电源模块输出电流大，从而达到均流的目的。由于对噪声不敏感，该方法无需考虑电源对噪声的屏蔽，但需要附加控制器，且连线较多。④外部控制器法是在各并联电源模块之外，加一个专门进行并联均流控制的外部模块。每个模块的输出电流采样，转化为电压信号，与给定的电压进行比较，所得差值输入到各电源模块的控制部分，这样就可以实现各模块输出电流的并联均流。该方法均流效果非常好，各模块输出电流基本相等，但需要外加专门控制器，而且控制器与个电源模块要进行多路连接，连线较复杂。⑤平均电流自动均流法要求并联各模块的电流放大器输出端通过一个电阻R接到一条公用母线上，称为均流母线。直流开关电源并联系统的平均电流自动均流法如图1所示。该方法电路简单，可以精确地实现均流，但当均流母线发生短路，接在母线上的任一个模块不能工作时，母线平均电压下降，将促使各模块电压下调，甚至到达其下限，结果造成故障，不适用于具有电源模块故障自动退出机制的电源并联系统。⑥最大电流自动均流法是一种自动设定主模块和从模块的方法，即在n个并联的模块中，输出电流最大的模块，将自动成为主模块，而其余的模块则为从模块，它们的电压误差依次被整定，以校正负载电流分配的不平衡，又称为“自动主从控制法”。直流开关电源并联系统的最大电流自动均流法如图2所示。采用该方法的并联模块电源间不是孤立的，而是通过一条均流母线联系起来。它为每一个模块电源提供了一个电流基准值，而所有并联模块电源则依据这个基准值来调整其输出电流，实现系统总输出电流在各并联电源中的精确均分，因而是一种优良的均流方法。采用这种方法可以实现较好的冗余，不会因为某一模块的故障而影响整个系统的运行，而且均流母线的抗干扰性能较好。但是由于主从模块总处于不断的切换中，会导致各个模块的输出电流产生一个低频振荡；同时由于各个电源是以“最大电流”为输出电流基值，除实际输出电流为最大值的那个电源外，其他电源的输出电流都要向上调节，只有输出电流为最大值的那个电源的输出电流才会下降，在负载不变情况下，必然出现多个电源输出电流的增加量大于单个电源输出电流的减少量，结果导致电源输出端电压高于额定电压，产生“过电压”，这种“过电压”一方面必然会对电源和负载的可靠性、安全性带来不利影响，另一方面会被动地增加电源已经很高的调节频率，从而影响整个系统的动态响应。针对以上六种方法的缺点，有学者专利技术了“并联直流开关电源双均流母线均流控制电路及控制方法”，并提出了基于智能控制器（CPU）的四种均流控制方法。整体上，该电源并联系统由于每一个电源模块都应用了智能控制器（CPU）和软件编程技术，同时求取最大电流值和最大电流差值的硬件电路比较复杂，因而会系统成本大大增加。同时提出的四种均流控制方法也各有不足之处：①最小电流均流控制方法：每一个电源模块的智能控制器根据A/D转换电路传送来的第一均流母线和第二均流母线上的信号（最大电流值和最大电流差值）计算出在电源模块中最小输出电流。以最小输出电流为基准，除实际最小输出电流电源模块外，其他电源模块的的输出电流都向下调节，在负载不变情况下，必然出现多个电源模块输出电流减少量大于单个电源模块输出电流增加量，结果导致电源模块输出端电压低于额定电压，产生“欠电压”，这种“欠电压”一方面满足不了负载对电源性能的要求，另一方面也会被动增加电源已经很高的调节频率，从而影响整个系统的动态响应。②简化最小电流均流控制方法：智能控制器（CPU）通过将采集到的自身输出电流信号与最大电流信号相比较，判断出自身是否为输出电流为最大值的电源模块，只有最大输出电流的电源模块以最小输出电流为基准调节，其他电源并不进行均流控制，随着最大输出电流电源模块输出电流的下降，在负载不变情况下，其他直流开关电源的输出电流上升，必然会有另外一个电源的输出电流成为最大值，则这个新的最大输出电流电源模块开始以最小输出电流为基准进行调节，原先最大输出电流电源模块则退出调节。理论上，说该方法由于一次只调节一个电源模块，因而并联系统电源的调节频率应该很低，但是由于最大输出电流电源模块输出电流的下降，会导致其他电源模块的输出电流上升，电源调节频率反而增加，从而影响系统动态响应；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种并联开关电源均流控制装置，其特征在于：包括：若干个并联的开关电源均流模块、极值电流选择电路；所述若干个并联的开关电源均流模块的负载输出端与负载相连，所述若干个并联的开关电源均流模块的极值电流选择端与极值电流选择电路相连；所述并联的开关电源均流模块包括：开关电源模块、电流检测电路、和值控制器、均流控制器、运行/故障指示电路、极值电流选择电路；所述电流检测电路的输入端与开关电源模块主电路相连接，电流检测电路的第一输出端电压信号 与运行/故障指示电路相连接，电流检测电路的第二输出端电压信号通过输出给定偏差电压的均流控制器与和值控制器相连接，电流检测电路的第三输出端电压信号通过电阻RS与选出最大电流和最小电流的极值电流选择电路的输入端相连接；所述和值控制器的第一输入端与并联开关电源模块的给定电压相连接，所述和值控制器的输出端与开关电源模块的输入电压控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型并联开关电源均流控制装置，其特征在于：极值电流选择电路是利...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬宣德，辛伊波，郑玉丽，何墉，段晓明，曲振峰，王晓丽，张新娜，李婧，黄兵兵，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：实用新型
国别省市：
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