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模块电源为什么不能并联使用

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2021-01-11 浏览:-

模块电源为什么不能并联使用

在大功率应用场合,往往单个模块电源不能满足要求,通常需要并联使用。但是,很多模块电源均不可以并联使用,若处理不好会导致整个系统的失效。下面分析下模块电源为什么不能并联使用。

模块电源

上图为模块电源的内部等效与输出负载特性曲线:VO=f(IO),R为模块的输出阻抗(包含导线电阻和接触电阻等),空载时,模块输出电压为最大值VO(max)。当负载电流变化△IO时,负载电压变化量为△VO,△VO=R*△IO,R*△IO也表示模块的负载调整率。负载电压VO与负载电流IO的关系可表示为:VO=VO(max)-R*IO

模块电源

如上图所示:当两个模块相互并联,则有:

VO1=VO1(max)-R1*IO1

VO2=VO2(max)-R2*IO2

IO=IO1+IO2

如果两个模块的参数完全相同时,即:VO1(max)= VO2(max)、R1=R2,则两条负载特性曲线重合,能实现负载电流均匀分配。但在实际应用中,两个具有相同容量的模块,VO1(max)与VO2(max)、R1与R2的参数也不可能完全做到相同。从图中可以看出,由于输出到负载RL的等效阻抗R1、R2很小,输出电压即便出现很小的差别也会引起输出电流很大的变化。例如当负载RL电流由IO= IO1+ IO2增大到IO、=IO1、+IO2时,负载特性曲线斜率小的模块1将承受大部分负载电流,模块1将运行在满载或过载限流状态,影响模块的可靠性。

理想状态下将两个模块电源并联使用,给负载供电,两个电源模块通力协作,平均分担负载功率。但实际使用时,不能简单地将他们并联在一起,主要原因是两个模块电源的输出电压不可能完全相等,输出电压较高的模块将会提供绝大部分的负载电流,严重时会造成其中一路过载,影响其使用寿命。

即使两个模块电源的输出电压可以调整为完全相等,也会由于两者不同的输出阻抗,造成两个模块电源的负载电流不平衡,因此简单地将模块电源并联输出,在实际操作时会遇到很多问题。

以两个模块电源并联为例,为确保模块电源并联之后可以稳定运行,首要任务就是要控制每个模块的最大输出功率,不能出现一个模块超载工作,另外一个模块轻载工作的现象。若出现此类现象,会造成超载工作的模块损坏,进而导致整个系统异常。

根据开关电源的原理,要确保模块电源在并联使用时,仍能精确的限制每个模块的输出电流,可以使用上端采样限流电路来实现。考虑到实际量产的模块电源,输出电压肯定会存在一些差异,随机两个模块并联在一起,有可能出现一路满载工作,一路轻载工作,但是由于每路输出均被限制在安全值范围内,即使满载工作,也不会对单路使用寿命造成明显影响,不会影响整个系统设计。

模块电源并联电路的设计,要比串联电路设计复杂得多,需要考虑输出电压差、输出阻抗匹配、输出电流均衡等问题,常见有电阻并联法、二极管并联法、电流均流并联法。

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