并聯(lián)均流電路的幾種最常見分析方法

再說說如何實現(xiàn)均流，其實，模塊為什么不均流原因也很簡單，就是輸出電壓不一致，有人可能要問，我都將電壓調(diào)整一致直接并聯(lián)可以不？如果你能保證所有模塊輸出電壓完全一致且模塊的阻抗特性也完全一致，那么直接并聯(lián)應(yīng)該是沒有問題的（沒試過，不確定哈）但是我們能將所有模塊電壓調(diào)整的完全一致而且隨著負(fù)載的變化，模塊輸出電壓的變化趨勢也一致嗎？如果你有方法，歡迎指點，但大多數(shù)情況下，這種情況是無法實現(xiàn)的。那么我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)均流呢？簡單的說，就是通過外加的均流電路，讓模塊輸出電壓一致，電流大的，將電壓調(diào)低，電壓小的，將電壓調(diào)高，就可以實現(xiàn)均流了，是不是很簡單？

輸出阻抗法

先來說一下第一種均流方法，輸出阻抗法，droop法：

負(fù)載阻抗法你可以簡單的理解成，對于模塊來說，輸出電流越大，模塊輸出電壓會越低，這樣兩個模塊并聯(lián)在一起，原來輸出電壓高的模塊，由于輸出電流的增加，模塊輸出電壓降低，自然就無法輸出更多的電流，那么電流就由其余模塊提供了。具體的電路可以由上面的電路來實現(xiàn)，前級放大電路對輸出電流信號進行放大，然后與反饋信號進行疊加送入電壓環(huán)，隨著電流的增加，就可以降低輸出電壓?？蓜e疊加錯了，如果你疊加到基準(zhǔn)端，那邏輯就反了，電流越大輸出越高。這種均流方式我沒有試過，因為這種方式隨著電流的增加，輸出電壓是變化的，有時候可能變化比較大，對于有穩(wěn)壓精度要求的模塊來說，肯定是不合適的。

3、主從設(shè)置法

主從設(shè)置法：就是人為設(shè)置一個主模塊，所有模塊以該模塊為參考，輸出電流。下圖為網(wǎng)上摘錄的一個主從設(shè)置均流法的工作示意圖。

從上圖可以看出，在這種工作方式下用n個單元，其中一個單元（主控單元）工作在電壓源（CV）方式，其余n－1個單元工作于電流源（CC）方式。它實際上是由電壓環(huán)（外環(huán)）和電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）構(gòu)成電流控制型的雙環(huán)控制，或說成是電壓控制的電流源。這種均流方式最大的缺點就是，主模塊是我們設(shè)計過程中指定的，如果工作過程中主模塊發(fā)生問題，那么整套系統(tǒng)將癱瘓。

平均電流法

平均電流法：平均電流法首先要得到一個平均電流，也就是總負(fù)載電流除以模塊總數(shù)得到的電流值，各模塊電流與該平均電流比較，如果模塊電流大于平均電流就調(diào)低模塊輸出電壓，反之調(diào)高模塊輸出電壓，從而實現(xiàn)各模塊輸出電流一致。在平均電流法中，將所有模塊的輸出電流，通過一個電阻接到一起，就可以得到所有模塊輸出電流的平均值，這個點我們稱之為均流母線，如下圖所示：

如果V1-V4分別是四臺模塊的輸出電流值，只要R1-R4選值一樣，那么A點電壓值就是（V1+V2+V3+V4）/4，也就是均流母線上的電壓值就是所有模塊輸出電流的平均值。

采用簡單的LM324，就可以實現(xiàn)平均電流均流法，具體的均流電路圖及參數(shù)如下：

對于圖中電路，VI代表本模塊輸出電流信號，通過一個1K的電阻引出到均流母線，均流母線上的電壓為所有并聯(lián)模塊輸出電流的平均值，對于上圖的原理圖，當(dāng)模塊單獨工作的時候，均流母線是懸空的，運放輸入是高阻態(tài)，所以本模塊電流VI與均流母線上電壓一致，也就是本模塊電流與均流母線電流沒有偏差，整個電路輸出電壓（N104的1腳）為0V。這個時候通過設(shè)置R1\R2的值，可以得到模塊自身的輸出電壓，當(dāng)模塊并聯(lián)工作的時候，如果本模塊輸出電流小于平均電流，即VI電壓小于均流母線電壓，則經(jīng)過查分放大及后級放大電路后，在1腳可以得到一個VI與均流母線電壓誤差90倍放大后的電壓值，且輸出電壓為正，這樣就會抬高Vref的電壓值，從而提高模塊輸出電壓，增加模塊輸出電流。如果本模塊輸出電流大于平均電流，就會輸出一個低的電壓，降低基準(zhǔn)，從而調(diào)低輸出電壓。

這種均流方式既可以調(diào)低電流大的模塊的輸出電壓，也可以調(diào)高電流小的模塊的輸出電壓，也即是電壓是雙向跳動的。

峰值第一次做模塊均流的時候，就是采用的這種均流方式，并聯(lián)模塊數(shù)量為12個，系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)范圍198-286V，系統(tǒng)穩(wěn)壓精度0.5%，均流精度3%以內(nèi)。

對于模塊而言，均流基本屬于免調(diào)試的部分，關(guān)鍵的重點是系統(tǒng)的接線，在系統(tǒng)接線中最主要的一點就是模塊輸出的地要在模塊輸出就近位置接到一起，也就是說所有模塊輸出的負(fù)之間的阻抗越低越好。

峰值電流法

峰值電流法就是在所有并聯(lián)模塊中，模塊自動選舉產(chǎn)生一位主模塊，其余所有模塊電流向該模塊靠攏，企圖達到主模塊的電流（但永遠(yuǎn)卻達不到）

平均電流均流法中，連接到均流母線的電阻換成二極管，就變成了峰值電流均流法，電路圖如上圖所示，假設(shè)有N個模塊并聯(lián)，模塊輸出電流對應(yīng)的電壓分別為V1\V2….Vn,很明顯從上圖可以看到，均流母線上體現(xiàn)的將是模塊輸出電流最大的模塊的電壓Vx(有一個二極管壓降，即使將平均電流均流法中的四個電阻換成四個二極管，很明顯A點電壓將是最高電壓減去一個二極管壓降了)。這個模塊我們稱之為主模塊，從上面電路圖上可以看出，電路會調(diào)整所有模塊輸出電流向主模塊對應(yīng)的電流靠近，但由于均流母線電壓與主模塊電流對應(yīng)的電壓相差一個二極管壓降，所以從模塊輸出電流永遠(yuǎn)是緊跟主模塊，但超不過主模塊。

與主從設(shè)置法比較，這種均流方式里面的主模塊，是由并聯(lián)模塊自己選就產(chǎn)生的，所以這種均流方式，也稱為民主均流模式。當(dāng)主模塊故障的時候，在其余模塊里會再次選舉產(chǎn)生一個模塊作為主模塊。系統(tǒng)仍可以正常工作。

下圖為曾經(jīng)采用過的一種峰值電流均流模式的具體電路。 工作原理基本與3902類似，采用2.5V基準(zhǔn)提供一個偏置電壓，拉開主模塊與從模塊之間的差距，-2.5V的電平是為了讓模塊單獨工作是，均流電路輸出高電平，這樣結(jié)合后面二極管，均流電路就不起作用了。

需要說明的是，由于偏置是2.5V提供的，所以在額定輸出電流下，電流檢測放大電路的輸出電壓應(yīng)低于2.5V，也就是前面提到V1。