中心议题：
- 电源?？?/a>N＋m冗余结构的好处
- 集中传统的电源模块并联均流电路
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?？榈氖涑霾问ㄈ绲缪?、电流、功率）往往不能满足要求。若采用多个电源?？椴⒘┑?，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?？椴⒘┑缈蛲?nbsp;
但是，在电源?？椴⒘诵惺?，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?？楦汉晒?，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?？樽陨淼氖倜不岽蟠笏醵?。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?？榈氖涑龅缌髌骄峙?，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。
2 N＋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。
N＋m冗余结构，是指N＋ m个电源?？橐黄鸶低彻┑纭Ｕ饫颪表示正常工作时电源?？榈母鍪?，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也会相应增加。
在正常的工作情况下，由N个?？楣┑?。当其中某个或者某些?？榉⑸收鲜?，它们就退出供电，而由m个?？橹械囊桓龌蛉慷ヌ?，从而保证整个系统工作的持续性及稳定性。
以某个输出电流为100A的系统为例来说明冗余结构运行的好处，这里只讨论1＋1，2＋1，3＋1三种工作方式，如图2所示。各电源?？榈墓ぷ髑榭鲇蒏n的闭合情况决定。
(a) 1＋1
(b) 2＋1
(c) 3＋1
图2 三种冗余结构
如果采用1＋1冗余结构，即采用两个输出电流为100A的电源模块并联供电。正常情况下只有一个?？楣ぷ鳎彼⑸收?，退出工作时，另一个模块开始工作，系统仍然能正常运行。
如果采用2＋1冗余结构，即采用3个输出电流为50A的电源?？椴⒘┑?。正常情况下只有两个?？楣ぷ?，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个模块开始工作，系统仍然能正常运行。
如果采用3＋1冗余结构，即采用4个输出电流为33A的电源?？椴⒘┑纾Ｇ榭鱿轮挥?个?？楣ぷ?，当其中之一发生故障，退出工作时，另一个?？榭脊ぷ鳎低橙匀荒苷Ｔ诵?。
比较上面三种工作方式，采用2＋1这种方式最好，这是因为，1＋1方式中有一半的功率被闲置，而3＋1方式中使用元器件太多，成本过高，经济性不好。
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3 几种传统的并联均流方案
3．1 下垂法
下垂法全称外特性下垂法，也叫做斜率控制法。在并联电源?？橄低持?，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。在下垂法中，主要是利用电流反馈信号来调节各?？榈氖涑鲎杩梗簿褪堑鹘赩o=f(Io)的斜率，从而调节输出电流。其工作原理图如图3所示。
图3 下垂法工作原理图
Ri为任一并联模块输出电流Io的采样电阻，经电流放大产生电流反馈电压信号Vi，Vf为输出电压反馈，Vr为Vi与Vf的和，Vg为控制基准电压（5V），Ve为误差电压。当某一模块输出电流Io偏大时，电压与电流反馈合成信号Vr=Vi＋Vf增大，与Vg进行比较后，使Ve减小，Ve反馈回电源模块的控制部分，使该?？榈氖涑龅缪笽o下降，则Io减小，即Vo=f(Io)外特性下调。每个模块各自调整自己的输出电流，就可以实现各?？榈牟⒘鳌?nbsp;
这种方法的优点是简单，不需要外加专门的均流装置，属于开环控制。缺点是调整精度不高，每个?？楸匦虢懈霰鸬髡?，如果并联的?？楣β什煌幕?，容易出现?？榧涞缌鞑黄胶獾南窒?。
3．2 主从电源法
主从电源法是将并联的多个电源模块中的一个作为主?？椋渌？楦嬷髂？楣ぷ?。具体工作过程是：主?？榈墓ぷ鞯缌饔胧涑龇蠢⌒藕沤斜冉?，将差值信号反馈回各电源模块（包括主?？楹痛幽？椋┑目刂频缏?，从而调节各模块的输出电流大小。
如图4所示，设?？?为主?？?，其输出电流的采样电压为V1，其他模块输出电流的采样电压为Vn。当某一模块输出电流偏大时，相应的Vn增大，与V1比较，得到的Ven减小，反馈给该?？榈目刂频缏分校跣∑涫涑龅缌?，从而实现均流。
图4 主从电源法工作原理图
主从?？榉ǖ挠诺闶遣恍胪饧幼诺目刂频缏?。其缺点是，各个模块间需要有通信联系，连线比较复杂；其最大缺点是，一旦主模块出现故障，则整个电源系统将崩溃，所以，不能用于冗余结构中。
3．3 自动均流法和最大电流法
自动均流法也叫单线法，其工作原理是，将各电源?？槎纪ü桓龅缌鞔衅骷耙桓霾裳缱杞拥揭惶蹙髂赶呱?。
如图5所示，当输出达到均流时，输出电流I1为零。反之，则电阻R上由于有电流I1流过，在其两端产生一个电压Uab，这个电压经过放大器A输出电压Uc，它与基准电压Ur比较后的ΔU，反馈回电源模块的控制部分，从而调节输出电流，最终实现均流。
图5 单线法工作原理图
自动均流法的优点是，电路简单，容易实现。缺点是，如果有一个?？橛刖髯芟叨搪?，则系统就无法均流，而且单个?？橄蘖饕部赡芤鹣低巢晃榷ā?nbsp;
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若将图5中的电阻用一个二极管代替，二极管正端接a，负端接b。这样，N个并联的电源?？橹?，只有输出电流最大的那个?？榈牡缌鞑拍苁褂胨拥亩艿纪ǎ佣髯芟叩缪咕偷扔诟媚？榈氖涑龅缪?，其他?？樵蛞跃髯芟呱系牡缪刮迹吹鹘诟髯缘氖涑龅缌?，从而实现均流。
如果单纯以二极管来代替采样电阻，则由于二极管本身有正向压降存在，所以，主?？榈木骶然峤档?，而从?？椴皇苡跋?。这里可以用图6所示的缓冲器来代替，从而提高均流精度。
图6 缓冲器电路
采用这种均流方式，参与均流的N个电源模块，以输出电流最大的为基准，这个最大电流?？槭撬婊模庵志鞣椒ㄒ步凶?ldquo;民主均流法”。由于最大均流单元工作于主控状态，别的单元工作于被控状态，所以，也把这种方法叫做“自动主从均流法”。
美国Unitrode公司开发的UC3907系列集成均流控制芯片就是采用这种工作方式。 UC3907芯片使多个并联在一起的电源?？榉直鸪械Ｗ芨涸氐缌鞯囊徊糠郑⑶宜械５母涸氐缌鞔笮∠嗟?。通过监测每个?？榈牡缌?，电流均衡母线确定哪个并联模块的输出电流最高，并把它定为主模块，再根据主模块的电流调节其他?？榈氖涑龅缌?，从而实现均流。
3.4 外部控制器法
外部控制器法就是在各并联电源?？橹猓右桓鲎沤胁⒘骺刂频耐獠磕？?，如图7所示。
图7 外部控制法工作原理图
每个模块的输出电流采样，转化为电压信号，与给定的电压Vcc进行比较，所得差值输入到各电源?？榈目刂撇糠郑庋涂梢允迪指髂？槭涑龅缌鞯牟⒘?。
这种工作方式，需要外加专门控制器，加大了投资，而且控制器与个电源?？橐卸嗦妨樱呓细丛?，但是均流效果非常好，各?？槭涑龅缌骰鞠嗟?。
