0 引言

    在大功率dc/dc開關(guān)電源中,為了獲得更大的功率，特別是為了得到大電流時，經(jīng)常采用n個單元并聯(lián)的方法。多個單元并聯(lián)具有高可靠性，并能實現(xiàn)電路模塊標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點。然而在并聯(lián)中遇到的主要問題就是電流不均，特別在加重負(fù)載時，會引起較為嚴(yán)重的后果。普通的均流方法是采取獨立的pwm控制器的各個模塊，通過電流采樣反饋到pwm控制器的引腳fb或者引腳comp，即反饋運放的輸入或者輸出腳來調(diào)節(jié)輸出電壓，從而達(dá)到均流的目的。顯然，電流采樣是一個關(guān)鍵問題：用電阻采樣，損耗比較大，電流放大后畸變比較大；用電流傳感器成本高；用電流互感器采樣不是很方便，同時會使電流失真。本文提出了一種新型的、方便的、無損的電流采樣方法，并在這種電流檢測方法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)的均流。

    1 一種新的電流采樣方法

    如前所述，在均流系統(tǒng)中一些傳統(tǒng)的電流采樣方法都或多或少有些缺點。而本文提出的這種新的電流采樣方法，既簡單方便，又沒有損耗。

    下面以圖1所示的buck電路為例，說明這種新的電流檢測方法的原理和應(yīng)用。

    圖1 簡單電流檢測電路

    電流檢測電路由一個簡單的rc網(wǎng)絡(luò)組成，設(shè)流過l的電流為il，流過c的電流為ic，l兩端的電壓為vl，輸出電壓為vo，c上電壓為vc，則有

    vl＋ilr1＋vo=vc＋icr（1）

    對式（1）在一個開關(guān)周期求平均值得

    vl＋ilr1＋vo=vc＋icr（2）

    式中：vl是電感上的電壓在一個開關(guān)周期的平均值，顯然vl=0；

    vo為輸出電壓平均值；

    il電感電流平均值，等于負(fù)載電流iload；

    ic是電容在一個開關(guān)周期內(nèi)充放電電流的平均值，顯然ic=0；

    r1為電感的等效串聯(lián)電阻（esr）。

    于是式（2）可化為

    ilr1＋vo=vc（3）

    il=iload=(vc－vo)/r1（4）

    所以，要檢測負(fù)載電流及電感電流的大小，只要檢測rc網(wǎng)絡(luò)電容上的電壓的大小就行了，這種方法可以很方便、簡易、沒有損耗地對電流進(jìn)行采樣。

    2 基于新的電流采樣方法的均流原理

    以兩路并聯(lián)buck電路為例，如圖2所示。

    圖2 用rc網(wǎng)絡(luò)簡易檢測電流

    由式（3）知，

    vc1=il1r1＋vovc2=il2r2＋vo

    式中：vc1、vc2分別為c1和c2上電壓的平均值；

    il1、il2分別是l1和l2上流過電流的平均值，亦即兩路輸出電流平均值；

    r1及r2是濾波電感的等效串聯(lián)電阻，當(dāng)在工藝上設(shè)計并聯(lián)電源每路輸出電感基本上一樣時，可以認(rèn)為r1=r2。

    因此，要控制兩路電流均流，即要求il1=il2，于是，只要控制vc1=vc2就行了。所以，電容c1及c2上的電壓vc1和vc2可以代表兩路電流il1及il2大小，可用來進(jìn)行均流控制。 這樣，便可得到如圖3所示的控制框圖。

    圖3 兩路buck并聯(lián)均流系統(tǒng)框圖

    3 常用均流方法的分析比較

    開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)常用的均流方法有以下幾種。

    輸出阻抗法即droop（下垂，傾斜）法 調(diào)節(jié)開關(guān)變換器的外特性傾斜度（即調(diào)節(jié)輸出阻抗），以達(dá)到并聯(lián)模塊接近均流的目的。這種方法是一種簡單的大致均流的方法，精度比較低。

    主從法 適用于電流型控制的并聯(lián)開關(guān)電源系統(tǒng)中。這種均流系統(tǒng)中有電壓控制和電流控制，形成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種方法要求每個模塊間有通訊，所以使系統(tǒng)復(fù)雜化，并且當(dāng)主模塊失效時，整個電源系統(tǒng)便不能工作。

    平均值均流 每個并聯(lián)模塊的電流放大器輸出端接一個相同的電阻到一條公共母線上，形成平均值母線。當(dāng)某模塊電壓