DC/DC变换器并联均流技术（二）

2.1.4 外加控制器法

每一个模块电源控制部分都是由1 个均流控制器完成，通过检测每个单元的输出电流产生反馈信号来调节每个模块的电流，从而达到各单元平均分配输出电流的目的。这种控制方法均流效果好，但每个单元拥有1 个均流控制器，将使整个并联电源系统的动态过程分析更加复杂。文献[8]中分析了“最小主从模式脉宽调制”和“平均模式滞环”2 种均流控制器，采用这2 种均流控制器的系统中，均流接口电路均流效果均良好。

2.2 均流母线形成方法

2.2.1 平均电流法

平均电流法是指均流环参考电压为各模块电流的平均值，其值反映在均流母线b 的电压上，如图3 所示。R 为均流电阻，均流母线电压与每个电源模块的采样电压信号比较后，通过调节放大器输出1 个误差电压，从而调节单元模块的输出电流，达到均流目的。若R 上不为零时，表明模块间电流分配不均衡，需通过均流环调节来达到均流目的，若R 上的电压为零，表明这时已实现均流。

平均电流法可以精确地实现均流，但具体应用时，也存在着缺点，例如当均流母线发生短路或当其中某个模块不能工作时，母线电压下降，促使各模块电压下调，甚至下调至其下限值，致使电源系统发生故障[9].

文献[5]中改进了基于平均电流模式的自动均流法，并将其应用于并联Boost 变换器均流控制中。文献[10]

中介绍了1 种利用均流线实现平均电流模式控制，由3 个Boost 电路模块构成的并联系统验证了此均流方法的有效性。

2.2.2 指定主从法

指定主从法不存在均流环，而是在并联的n 个变换器中，指定其中一个为主模块，其余为从模块。从模块的电压误差信号均为主模块的电压误差信号，利用电流型控制实现均流。如图4 所示，主模块的电流基准信号由其基准电压Uref 和反馈输出电压Uf 作差得到，此信号放大后与主模块的反馈电流比较，产生电压控制信号。从模块的电压误差放大器以跟随器的形式接入电路中，主模块的电压误差信号输入到各从模块电压放大器输入端，因模块输出电流与误差电压成正比，所以不管负载电流如何变化，各模块最终电流相等。

指定主从法均流精度很高，存在的最大问题是主模块的不可替代性，若其出现故障，整个系统将完全瘫痪。

此外，系统在统一的误差电压控制下，任何非负载电流引起的误差电压的变化都会引起各并联电源模块电流再次分配，从而降低均流精度。在实际应用中，针对某特种车辆高功率密度、高可靠性、低输出纹波及高动态特性的要求，文献[11] 中介绍了1 种采用主从均流控制的并- 并型推挽组合变换器，基于此均流方法，Rajagopalan 等提出1种五差异环增益法[12],分析了系统稳定性与动态响应性能，且介绍了均流环设计方法。 [p]

2.2.3 最大电流自动均流法

最大电流自动均流法与指定主从法不同的是主模块的指定方式不同。输出电流最大的模块自动成为主模块，其余的模块为从模块，其电压误差依次被整定。此法与平均电流法的区别仅在于将均流电阻用二极管( a 点接二极管阳极，b 点接阴极)代替，二极管的单向导电性使得在电流最大模块上的二极管导通，a 点通过二极管与均流母线相连，该模块便自动成为主模块，这时Ub 等于UIj ,各模块的UI 与Ub 比较，通过调节放大器调整基准电压自动实现均流。最大电流自动均流法唯一的缺点是主模块因二极管的压降而使均流有误差，但此方法应用最为广泛。张强等[13]将最大电流法应用于大功率直流电源模块并联系统中，实验验证此方法具有较好的均流精度。文献[14]中介绍了1 种建立在此均流法上兼有支路限流功能的控制方案，即限流最大电流均流法，实验中输出电压稳定、充电支路限流、总电流均流能够共同实现。文献[15]中将此方法应用于移相全桥ZVS DC/DC变换器，可实现良好均流。

最大电流自动均流发展较为成熟，基于该方法的均流控制芯片层出不穷，应用此类均流芯片进行均流控制非常广泛。文献[16-18]中将均流芯片UC3907 分别应用于推挽式PWM DC/DC电路，移相全桥DC/DC变换电路和移相全桥零电压PWM DC/DC电路中，仿真和实验均达到预期效果;文献[19]中提出了在UC3907的14 脚和6 脚之间接一电阻，从而解决电源模块并联运行时主控与辅控交替的问题，有效控制每个电源模块均摊总负载电流，完善了此款均流芯片。文献[20-22]中则选用其他的均流芯片，型号依次为UC3902,UC29002和LTC4350,效果良好。

介绍了1 种无主模块均流方法，如图5 所示。基本思路是将每个模块电感上电流与邻近的2个模块电感电流平均值作比较，一模块的电感电流与相邻两模块电感电流的平均值作差后作为误差信号送入补偿环节进行调节，每个模块并不担任主模块的角色，防止主模块出现故障带来的失控现象，且利用耦合电感代替普通电感，实现了用1 个电流传感器获得两路电流。文中将此方案应用于六路带有耦合电感的Buck 变换器中，实验结果验证均流效果好，且优于一般均流措施。

2.3 热应力自动均流法

热应力自动均流法按每个模块的电流和温度(即热应力)自动均流，每个模块的电流和温度决定了模块间均流的程度。模块负载电流经放大后，生成1 个低带宽电压UI , UI 与模块电流成正比。电流变化导致电压变化，以达到均流。电源系统中各模块温度存在差异，原因是各并联模块在电源柜中的位置不同，对流和散热等外界情况各不相同。在设计电源柜时，应用此法可以不必考虑各模块的布置情况，但此法因温度变化和电流之间的关系不能精确对应，故应用较少。