電源模塊的串、并聯應用(圖)
2006/2/23 14:51:24 電源在線網
(一)串聯應用
一般來說，幾個電源可以串聯使用。但是一個電源的輸出可能會影響另一個電源的反饋回路。一般情況下，兩臺電源的紋波電壓不會同步串聯工作將會有附加的紋波電壓。串聯使用的另一個限制條件是串聯后總輸出電壓不能超過任何一個電源的擊穿電壓。如果不同電源串聯時，串聯后的最大輸出電流等于額定電流最小的那臺電源的額定電流。兩臺電源串聯使用的電路如圖2-12所示。圖中每個電源輸出端都并聯一只反偏二極管，以免反向電壓加到任一電源上，二極管的反向耐壓大于兩個電源輸出電壓總和，平均電流應大于電源輸出電流的兩倍。另一種常用的串聯方法是，將一臺雙輸出電源串聯作為一臺高壓輸出電源，如圖2-13所示。輸出電壓已經利用公共端串聯，因此，它只能懸浮公共端，將負載直接與正、負輸出端相連。例如，用這種方法獲得24V、30V或36V電壓，可以分別用±12V、±15V或±18V雙輸出電源來實現。
(二)并聯使用
電源并聯運行比串聯運行更困難，一般不允許電源并聯，除非特殊設計允許并聯或者技術條件注明可以并聯運行。并聯運行中，兩臺電源要想提供同樣的輸出電流幾乎不可能實現。兩臺固定輸出電壓的電源，盡管型號一樣，也不可能有恰好相等的輸出電壓，輸出電壓較大者將企圖提供整個負載電流。即使輸出電壓可以調整到完全相等，各電源輸出阻抗、溫漂、時漂的差別將使兩臺電源的負載不平衡。圖2-14給出一種電阻均流的并聯方式。這種方法很難得到一個好的結果。因為輸出端間微小的電壓差將引起很大的電流失衡量。假定輸出電壓標稱值為5V，所帶負載電流為2A。當輸出電壓相差0.2V，就引起輸出電流的100%差值，這就意味著一個輸出端提供全部負載電流。當輸出電壓為50mV時也會導致輸出電流25%失衡。然而，上述并聯在少數應用中是可以利用的，但要注意幾件事：
串聯電阻嚴重地降低了負載效應值，本例中，負載效應值至少降低2%（假定輸出電流平衡）。
允許50%負載不平衡情況出現，也就是說，每個電源應該有能力提供75%的總負載電流而不是50%。
適當考慮均流電阻R上的功耗。
因為均流R上有壓降，所以負載兩端實際電壓會降低，可使用電壓調節功能（TRIM）將輸出電壓適當調高。
如果電源模塊輸出端子到負載匯接點的電阻較大時（與計算的R相比），可適當減少外接均流電阻R的數值或省去均流電阻R。
以兩塊電源模塊為例，我們推導R的計算如下：
首先，R的選取需考慮壓降、功耗、允許的均流程度這三方面的因素。
已知最大總負載Io，輸出電壓上限為Vo+ΔVo，輸出電壓下限為 Vo-ΔVo，ΔVo>0。假定Vo+ΔVo路輸出電流為xIo，則Vo-ΔVo路輸出電流為Io-xIo，其中x是Vo+ΔVo路輸出電流占總負載電流Io的百分比，因為匯接點的電壓相等，所以有：
（Vo+ΔVo）- xIoR = (Vo-ΔVo) - (Io-xIo)R
R = 2ΔVo/(2x-1)Io
例如； 兩塊5V/5A電源模塊并聯，電壓精度為±1.0%，總負載電流為8A，希望最大不平衡度小于25%，即電源模塊最大輸出電流小于等于5A。
ΔVo = 0.05V ， x = 0.625 ， Io = 8A 代入上邊公式 得：
R = 2·0.05/（2·0.625 – 1）·8 = 0.05 （Ω）
(三)冗余技術
冗余技術是電源并聯運行的一個好方法。圖2-15給出兩臺電源冗余并聯方式。為達到100%冗余，每一臺電源必須提供總的負載電流。在這種情況下，不存在負載均衡的問題。圖2-15中兩臺電源輸出端通過二極管并聯，二極管允許其中一臺失效時并不影響另一臺電源繼續給負載供電。這種方式常用于不允許電源出故障的重要場合。應該注意到，在不間斷的直流供電系統中，其中一臺電源可用電壓相等的電池替代。
一般來說，幾個電源可以串聯使用。但是一個電源的輸出可能會影響另一個電源的反饋回路。一般情況下，兩臺電源的紋波電壓不會同步串聯工作將會有附加的紋波電壓。串聯使用的另一個限制條件是串聯后總輸出電壓不能超過任何一個電源的擊穿電壓。如果不同電源串聯時，串聯后的最大輸出電流等于額定電流最小的那臺電源的額定電流。兩臺電源串聯使用的電路如圖2-12所示。圖中每個電源輸出端都并聯一只反偏二極管，以免反向電壓加到任一電源上，二極管的反向耐壓大于兩個電源輸出電壓總和，平均電流應大于電源輸出電流的兩倍。另一種常用的串聯方法是，將一臺雙輸出電源串聯作為一臺高壓輸出電源，如圖2-13所示。輸出電壓已經利用公共端串聯，因此，它只能懸浮公共端，將負載直接與正、負輸出端相連。例如，用這種方法獲得24V、30V或36V電壓，可以分別用±12V、±15V或±18V雙輸出電源來實現。
(二)并聯使用
電源并聯運行比串聯運行更困難，一般不允許電源并聯，除非特殊設計允許并聯或者技術條件注明可以并聯運行。并聯運行中，兩臺電源要想提供同樣的輸出電流幾乎不可能實現。兩臺固定輸出電壓的電源，盡管型號一樣，也不可能有恰好相等的輸出電壓，輸出電壓較大者將企圖提供整個負載電流。即使輸出電壓可以調整到完全相等，各電源輸出阻抗、溫漂、時漂的差別將使兩臺電源的負載不平衡。圖2-14給出一種電阻均流的并聯方式。這種方法很難得到一個好的結果。因為輸出端間微小的電壓差將引起很大的電流失衡量。假定輸出電壓標稱值為5V，所帶負載電流為2A。當輸出電壓相差0.2V，就引起輸出電流的100%差值，這就意味著一個輸出端提供全部負載電流。當輸出電壓為50mV時也會導致輸出電流25%失衡。然而，上述并聯在少數應用中是可以利用的，但要注意幾件事：
串聯電阻嚴重地降低了負載效應值，本例中，負載效應值至少降低2%（假定輸出電流平衡）。
允許50%負載不平衡情況出現，也就是說，每個電源應該有能力提供75%的總負載電流而不是50%。
適當考慮均流電阻R上的功耗。
因為均流R上有壓降，所以負載兩端實際電壓會降低，可使用電壓調節功能（TRIM）將輸出電壓適當調高。
如果電源模塊輸出端子到負載匯接點的電阻較大時（與計算的R相比），可適當減少外接均流電阻R的數值或省去均流電阻R。
以兩塊電源模塊為例，我們推導R的計算如下：
首先，R的選取需考慮壓降、功耗、允許的均流程度這三方面的因素。
已知最大總負載Io，輸出電壓上限為Vo+ΔVo，輸出電壓下限為 Vo-ΔVo，ΔVo>0。假定Vo+ΔVo路輸出電流為xIo，則Vo-ΔVo路輸出電流為Io-xIo，其中x是Vo+ΔVo路輸出電流占總負載電流Io的百分比，因為匯接點的電壓相等，所以有：
（Vo+ΔVo）- xIoR = (Vo-ΔVo) - (Io-xIo)R
R = 2ΔVo/(2x-1)Io
例如； 兩塊5V/5A電源模塊并聯，電壓精度為±1.0%，總負載電流為8A，希望最大不平衡度小于25%，即電源模塊最大輸出電流小于等于5A。
ΔVo = 0.05V ， x = 0.625 ， Io = 8A 代入上邊公式 得：
R = 2·0.05/（2·0.625 – 1）·8 = 0.05 （Ω）
(三)冗余技術
冗余技術是電源并聯運行的一個好方法。圖2-15給出兩臺電源冗余并聯方式。為達到100%冗余，每一臺電源必須提供總的負載電流。在這種情況下，不存在負載均衡的問題。圖2-15中兩臺電源輸出端通過二極管并聯，二極管允許其中一臺失效時并不影響另一臺電源繼續給負載供電。這種方式常用于不允許電源出故障的重要場合。應該注意到，在不間斷的直流供電系統中，其中一臺電源可用電壓相等的電池替代。
聲明：本信息內容的真實性未經電源在線網證實，僅供參考。 來源：北京新雷能責任有限公司
