【正文】 圖35 最大電流法自動(dòng)均流控制原理圖最大電流自動(dòng)均流法與主從設(shè)置均流法相比較，不同的是最大電流法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均流時(shí)，其主電源模塊是隨時(shí)變換的。因而這種控制方法能夠?qū)收夏K自動(dòng)隔離，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余和熱插拔，提高系統(tǒng)的可靠性[16] [17] [18]。(2)如果主模塊失效，則整個(gè)電源系統(tǒng)不能工作，因此這個(gè)方法不適用于冗余并聯(lián)系統(tǒng)。2．平均電流法可以精確地實(shí)現(xiàn)均流，但均流母線短路，或接在母線上的任一模塊不能工作時(shí)，母線電壓下降，促使各模塊電壓下調(diào)，甚至到達(dá)其下限，結(jié)果造成故障。但它的缺點(diǎn)也很明顯：首先它是通過(guò)改變模塊等效內(nèi)阻實(shí)現(xiàn)均流，在提高均流性能的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致模塊的電壓調(diào)整率下降。它為每一個(gè)模塊電源提供一個(gè)電流基準(zhǔn)值，而所有并聯(lián)模塊電源則依據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)值來(lái)調(diào)整輸出電流，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總電流在各并聯(lián)電源中的精確均分，是一種優(yōu)良的均流方法[16]。最大電流自動(dòng)均流法的特點(diǎn)是，電流最大的模塊被自動(dòng)確定為主模塊，主模塊調(diào)節(jié)均流母線電壓和它的輸出電流成正比。根據(jù)這一特點(diǎn)，Unitrode IC公司開(kāi)發(fā)出了集成芯片UC3902，其外形有八個(gè)管腳，管腳編號(hào)及功能如圖41所示。圖41 UC3902內(nèi)部電路原理圖電流檢測(cè)放大器，其增益為40。因?yàn)榫黩?qū)動(dòng)放大器為單位增益，所以均流驅(qū)動(dòng)放大器的輸出電壓等于電流檢測(cè)放大器的輸出電壓。比均流母線電壓低的模塊稱為從模塊，從模塊控制器的均流驅(qū)動(dòng)放大器的輸出是不與均流母線相通的，這是因?yàn)楸淮?lián)在均流驅(qū)動(dòng)放大器輸出的二極管隔離了。因此均流檢測(cè)放大器的輸出電壓與主模塊的輸出電流相對(duì)應(yīng)，也就是和均流母線上的電壓相對(duì)應(yīng)。如果把反饋網(wǎng)絡(luò)連接在誤差放大器的反向輸入端與輸出端，那么所代表的輸出電流是不準(zhǔn)確的。同時(shí)，跨導(dǎo)放大器需要一高的輸入與輸出阻抗，用電流源輸出阻抗代替電壓源輸出阻抗，相應(yīng)的跨導(dǎo)被定義為A/V，乘以帶有補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗的跨導(dǎo)Gm，就轉(zhuǎn)化為V/V。為確保誤差放大器正確的工作狀態(tài)，有50mV的偏置串聯(lián)在它的反向輸入端。誤差放大器的輸出電壓是用來(lái)調(diào)整變換器模塊的輸出電壓，以平衡所有并聯(lián)模塊的負(fù)載電流，這是通過(guò)一調(diào)整放大器和緩沖三極管NPN來(lái)實(shí)現(xiàn)的。就是通過(guò)改變上的電壓來(lái)調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)模塊間的均流[20][23]。此芯片只需要很少的外部元器件。必須準(zhǔn)確設(shè)定這些元器件才能使UC3902芯片正常工作。各電源模塊間為精確均流，首先要檢測(cè)每個(gè)模塊的輸出電流。對(duì)檢測(cè)電阻的選擇要考慮2個(gè)因素：①最大功耗；②通過(guò)檢測(cè)電阻的最大壓降。最大壓降要與芯片內(nèi)部對(duì)信號(hào)的限制相對(duì)應(yīng)，關(guān)鍵是防止電流檢測(cè)放大器的飽和，電流檢測(cè)放大器輸出的最高電壓是的函數(shù)，根據(jù)芯片手冊(cè)和實(shí)際調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，取左右，相應(yīng)可得：，式中電流檢測(cè)放大器的增益。ADJR管腳上可能的最高電壓和連接在ADJR管腳與地之間的電阻決定實(shí)際的的值，因此： （42）為調(diào)整電阻，是電源檢測(cè)線正端的阻抗，它的值與和有關(guān)，因?yàn)闄z測(cè)電阻降低了輸出電壓的調(diào)整范圍，所以： （43）所有并聯(lián)模塊的均流環(huán)都是負(fù)反饋控制環(huán)，為了可靠地工作，負(fù)反饋控制環(huán)必須穩(wěn)定。為保證電壓環(huán)穩(wěn)定，均流環(huán)的交越頻率應(yīng)遠(yuǎn)比電壓環(huán)交越頻率低，一般低至少10倍，這樣均流環(huán)在電壓環(huán)交越頻率處達(dá)到最小，使均流環(huán)不會(huì)干擾到電壓環(huán)。AVo→Vis：該增益是輸出電壓和檢測(cè)電阻上電壓間的關(guān)系，由負(fù)載阻抗值決定： （44）ACSA：電流檢測(cè)放大器的增益，其值為40不變。AEA：誤差放大器增益， （45）式中GM為跨導(dǎo)，XCOMP為復(fù)頻函數(shù)補(bǔ)償器件的阻抗。 （46）所以均流環(huán)增益為 （47）為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)通過(guò)設(shè)定相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，以控制均流環(huán)的增益在1左右。UC3902的工作電壓范圍是，模塊電源的輸出電壓正好在這個(gè)范圍之內(nèi)，故設(shè)計(jì)中UC3902的工作電壓可直接由模塊電源提供。 確定電流檢測(cè)電阻RSENSE由（41）式，式中：USENSEmax為電流檢測(cè)放大器的最高電壓，ACSA為增益，ACSA=40；IOmax為電源模塊的最大輸出電流，IOmax=25 A。由于RSENSE的選擇要從電阻的最大功耗及其最大壓降來(lái)考慮，功耗受效率和器件額定功率的限制。根據(jù)芯片手冊(cè)和實(shí)際調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，取為宜，所以可選USENSEmax=6 V。這是因?yàn)檩^小的電流會(huì)增加對(duì)噪音的靈敏度，而過(guò)大的電流會(huì)增加緩沖三極管的損耗。 確定調(diào)整電阻RADJ由（43）式，ΔUOmax為輸出電壓最大調(diào)整范圍。 確定補(bǔ)償元件RC和CC補(bǔ)償元件RC和CC可由均流環(huán)增益求得。 （412）式中GM為誤差放大器的跨導(dǎo)，GM = ；f C為均流環(huán)的交越頻率，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電壓環(huán)的交越頻率應(yīng)為10 fC到20 fC，這里取電壓環(huán)的交越頻率10f C。RL是負(fù)載電阻值， （413） （414） （415）CC一般選擇幾百皮法至幾千皮法，實(shí)際選擇50μF。CC和RC也可經(jīng)過(guò)實(shí)際電路調(diào)整。仿真時(shí)特建立了輸出特性不一致的兩個(gè)模塊進(jìn)行并聯(lián)均流分析。圖44 兩臺(tái)25A/12V模塊電源并聯(lián)仿真電路圖輸出電壓UO與模塊電流和（無(wú)均流）和（有均流）的測(cè)試結(jié)果如表41所示。無(wú)均流控制時(shí)，兩模塊并聯(lián)運(yùn)行的輸出電流動(dòng)態(tài)波形如圖45所示。圖46 兩電源模塊IO的動(dòng)態(tài)波形（加均流控制）設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用UC3902均流控制器構(gòu)成均流電路，%以內(nèi)，可靠性高。5 結(jié)論和展望 最大電流自動(dòng)均流法在電力高頻開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用目前，我國(guó)正大力實(shí)施變電站的無(wú)人值班管理，因此，對(duì)設(shè)備的選擇將會(huì)朝著小型化、無(wú)油化、少維護(hù)或免維護(hù)及自動(dòng)化程度高的方向發(fā)展。憑著優(yōu)越的技術(shù)性能和良好的價(jià)格性能比，高頻開(kāi)關(guān)電源將成為直流電源更新?lián)Q代的首選產(chǎn)品。因直流電源故障而引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。傳統(tǒng)的直流電源多數(shù)采用可控硅整流型。隨著變電站大量繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)化裝置、事故照明、通信電源和交流不停電電源（UPS）的直流逆變負(fù)載的增加，要求組建一個(gè)大容量、安全可靠、不間斷供電的直流電源系統(tǒng)。并且一旦單臺(tái)電源發(fā)生故障，則導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰[10]。并聯(lián)系統(tǒng)中每個(gè)模塊處理較小功率，解決了單臺(tái)電源遇到的問(wèn)題。為提高系統(tǒng)可靠性，并聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特性：1．實(shí)現(xiàn)冗余，當(dāng)任意模塊發(fā)生故障時(shí)，其余模塊繼續(xù)提供足夠電能，整個(gè)電源系統(tǒng)不會(huì)崩潰；2．實(shí)現(xiàn)熱插拔，電源系統(tǒng)真正意義上的不間斷供電；3．均流方案無(wú)需外加均流控制單元；4．使用一條公共的低帶寬均流總線來(lái)連接各模塊單元，民主均流無(wú)疑是最經(jīng)濟(jì)、最安全、最合理的一種選擇。早期的高頻開(kāi)關(guān)電源由于生產(chǎn)廠家采用的均流方式不完善，導(dǎo)致500kV襄陽(yáng)變電站、鳳凰山變電站的直流48V通信用的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊由于不均流過(guò)載的模塊損壞，其負(fù)載加至其他運(yùn)行模塊，減少正常模塊的運(yùn)行壽命，導(dǎo)致不安全隱患時(shí)有發(fā)生；相反，直流110V高頻開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)的均流方式全部采用的最大電流自動(dòng)均流法，未出現(xiàn)不均流現(xiàn)象，保證了110V直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)比較幾種均流方法，總結(jié)出民主均流法是高頻模塊并機(jī)使用的最佳方案。同時(shí)本文也存在不足之處，比如二極管總存在正向壓降，因此主模塊的均流會(huì)有誤差；均流是一個(gè)從模塊電流上升并超過(guò)主模塊電流的過(guò)程，系統(tǒng)中主、從模塊的身份不斷交替，各模塊輸出電流存在低頻振蕩。但是希望能在以后的時(shí)間里對(duì)電力高頻開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流方面作繼續(xù)研究努力?；厥准韧?，自己最寶貴的時(shí)光能在眾多學(xué)富五車(chē)、才華橫溢的老師們的熏陶下度過(guò)，實(shí)是榮幸之極。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。高頻開(kāi)關(guān)電源是電氣工程學(xué)科一直探討的熱門(mén)話題，老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長(zhǎng)的支持鼓勵(lì)，是我堅(jiān)持完成畢業(yè)論文的動(dòng)力源泉。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，她都費(fèi)盡心血。感謝2007級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。時(shí)間的倉(cāng)促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤。附錄圖1 推挽型變換器電路附錄圖2 推挽型變換器IL1的動(dòng)態(tài)波形附錄圖3 推挽型變換器UO的動(dòng)態(tài)波形附錄圖4 推挽型變換器US的動(dòng)態(tài)波形附錄圖5 推挽型變換器USO的動(dòng)態(tài)波形附錄圖6 全橋型變換器電路附錄圖8 全橋型變換器Ip的動(dòng)態(tài)波形附錄圖9 全橋型變換器Uinv的動(dòng)態(tài)波形附錄圖10 全橋型變換器UO的動(dòng)態(tài)波形