原创【TI博客大赛】基于UC3907的均流电路实现

 2012-7-6 22:58  2209 8 8 分类: 电源/新能源

电源并联运行是电源产品模块化，大容量化的一个有效方法，是电源技术的发展方向之一，是实现组合大功率电源系统的关键。目前由于半导体功率器件、磁性材料等原因，单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦，但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电，在大容量的程控交换机系统中这种情况是时常遇到的。这可通过电源模块的并联运行实现。

通过直流稳压电源的并联运行可达到以下目的：

1. 扩展容量，实现大功率电源供电系统。

2. 通过N+1，N+2冗余实现容错功能，带电热插拔，便于在不影响系统正常工作的情况下，对电源系统进行维护，实现供电系统的不间断供电。

二、直流稳压电源并联扩容的要求

1. N+m（m表示电源系统冗余度）个电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内。

2. 每个直流稳压电源模块单元具有输出自动均流功能。

3. 采用冗余技术，当某个电源模块单元发生故障时，不影响整个电源系统的正常工作，电源系统应有足够的负载能力。

4. 尽可能不改变电源模块单元的内部电路结构，确保电源系统的高可靠性。

5. 对公共均流总线带宽要小，以降低电源系统噪声。

6. 确保每个供电单元分担负载电流。即通过并联均流应使整个电源系统像一个整体一样工作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化。

三、常用的几种均流方法

1. 改变输出内阻法（外特性下垂法，改变输出斜率法） :利用电流反馈，调节电源模块单元的输出阻抗，实现均流。

2. 主/从法：在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从电源模块。主电源模块工作于电压源方式，而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置。在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，显然不具备冗余功能。

3. 平均电流自动均流法：这种方法不用外加均流控制器，在各电源模块单元间接一条公共均流母线CSB，均流母线的电压Ub为N个电源模块代表各自输出电流的电压信号Ui的平均值（即代表电源系统的平均电流）。Ub与每个电源模块的取样电压信号比较后通过调节放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流，达到均流目的。平均电流法可以精确地实现均流，但当公共母线CSB发生短路或接在母线上的任一电源模块单元不工作时，使CSB电压下降，结果促使各电源模块输出电压下调，甚至达到下限值，引起电源系统故障。

4. 外接控制器法：使用一个外加的均流控制器，比较所有模块的电流，调节相应的反馈信号实现均流。这种控制方法效果较好，但需要一个外加的均流控制器和附加连线。

5. 热应力自动均流法：利用监测电源系统中每个电源模块单元的温度来实现均流，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。

6. 最大电流均流法（**均流法、自动均流法）：这种方法采用一套最大值比较器，每一时刻输出电流最大模块作为主模块，其输出电流转化成的电压信号Ui送至均流母线CSB，即CSB上的电压Ub反映的是各电源模块单元中Ui的最大值，即电流最大值。各从模块的Ui与Ub比较从而自动调节输出电流达到均流。UC3907就是采用这种工作原理的均流控制芯片。这种均流芯片目前使用较广泛。

四、UC3907简介

UC3907均流控制芯片能使并联运行的电源模块单元工作在所设定的电流值上，均流精度可达2.5%，它的内部工作框图如图1所示，图2表示采用UC3907的电源均流系统连接图，图3表示UC3907的控制框图。工作原理如下：UC3907检测相应电源模块单元的输出电流，每个电源模块单元的输出电流信号反馈放大后送至均流母线CSB上，按最大电流均流控制原理控制各单元模块的输出电流调节，从而达到均流目的。