作者简介：刘春艳
(19712)，女，山东阳谷人，讲师，从事电工电子技术及电力电子技术的教学与研究工作。
UC3907在开关电源并联均流系统中的应用
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刘春艳
(青海大学水电系，青海西宁 810016)
摘 要：介绍了电源模块并联供电的优势，论述了几种并联均流电路的工作过程及优缺点。从而为满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。
关键词：开关电源;P WM；并联；均流；模块
中图分类号:T M564 文献标识码:A 文章编号:100324250(2005)022*******
1 概述
随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。各种电子装置对电源功率的要求越来越高，对电流的要求也越来越大，开关电
源向更大功率方向发展。研制各种各样的大功率、高性能的开关电源成为趋势。但受构成电源模块的半导体功率器件，磁性材料等自身性能的影响，单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦，但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电。因此，大功率电源系统需要用若干台开关电源并联运行，以满足负载功率的要求。
同时考虑分布式与集中式电源系统相比所具有的优点，具体采用分布式电源系统供电。这样每个变换器只处理较小功率，降低了应力，还可以应用冗余技术，提高了系统的稳定性，并且使用场合不受限制，根据需要组合，方便灵活。其容量可以任意扩展。同时可将模块的开关频率提高到兆赫级，从而提高模块的功率密度使电源系统的体积、重量下降。可谓一举多得。
鸡内金的食用方法
由于大功率电源负载需求的增加以及分布式电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性也日益增加。由于并联运行的各个模块特性并不一致，外特性好(电压调整率小)的模块可承担更多的电流，甚至过载，从而使某些外特性较差的模块运行于轻载状态，甚至基本上是空载运行。其结果必然加大了分担电流多的模块的热应力，从而降低了可靠性。这就要求系统必须采取均流技术，对系统中各并联
电源的输出电流加以控制，尽可能均分系统输入总
电流，保证模块间电源应力和热应力的均匀分配，防止一台或多台模块运行在电流极限(限流)状态。确保多台电源可靠运行。它是实现大功率电源系统的关键。
2 常用的均流方法
2.1 改变输出内阻法(外特性下垂法，改变输出斜
率法)
在并联电源模块系统中，各个电源模块是独立工作的。每个模块根据其外特性以及电压参数值来确定输出电流。在此利用电流反馈信号，调节电源模块单元的输出阻抗，也就是调节Vo =f (I o )的斜率，实现均流。此方法的优点是简单，不需要外加专门的均流装置，属于开环控制。缺点是调整精度不高，每个模块必须进行个别调整，如果并联的模块功率不同的话，容易出现模块间电流不平衡的现象。2.2 主从电源法在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从电源模块。主电源模块工作于电压源方式，而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置。具体工作过程是：主模块的工作电流与输出反馈信号进行比较，将差值信号反馈回各电源模块(包括主模块和从模块)的控制电路，从而调节各模块的输出电流大小。这种方式的优点是不须外加专门的控制电路。但各个模块间需要有通信联系，连线比较复杂，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，显然不具备冗余功能。
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2005年 第2期 移 动 电 源 与 车 辆 3收稿日期:2005203221
2.3 外接控制器法
在各并联电源模块之外，加一个专门进行并联均流控制的外部模块，比较所有模块的电流，调节相应的反馈信号实现均流。每个模块的输出电流采样，转化为电压信号，与给定的电压Vcc 进行比较，所得差值输入到各电源模块的控制部分，这样就可以实现各模块输出电流的并联均流。这种控制方法效果较好，各模块输出电流基本相等，但需要一个外加的均流控制器，而且控制器与每个电源模块要进行多路连接，连线较复杂，加大了投资。2.4 热应力自动均流法利用监测电源系统中每个电源模块单元的温度来实现均流，使其温度高的模块单元输出电流小，温度低的电源模块输出电流大。2.5 平均电流自动均流法
这种方法不用外加均流控制器，电路简单，容易实现。在各电源模块单元间都通过一个电流传感器及一个采样电阻接到一条公共均流母线CS B ，均流母线的电压Ub 是N 个电源模块代表各自输出电流的电压信号U i 的平均值(即代表电源系统的平均电流)。Ub 与每个电源模块的取样电压信号比较后通过调节放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流，达到均流目的。如图1所示，当输出达到均流时，输出电流I 1为零。反之，则电阻R 上由于有电流I 1流过，在其两端产生一个电压Uab，这个电压经过放大器A 输出电压Uc，它与基准电压U r 比较后的U r ′反馈回电源模块的控制部分，从而
调节输出电流，最终实现均流
新征程新起点
。
图1 平均电流法自动均流控制电路原理
平均电流法可以精确地实现均流，但当公共母线
年度考核领导考核评语CS B 发生短路或接在母线上的任一电源模块单元不工作时，使CS B 电压下降，结果促使各电源模块输出电压下调，甚至达到下限值，引起电源系统故障。2.6 最大电流均流法(民主均流法、自动均流
法)这种方法采用一套最大值比较器，每一时刻输出电流最大模块作为主模块，其输出电流转化成的
电压信号U i 送至均流母线CS B ，即CS B 上的电压Ub 反映的是各电源模块单元中U i 的最大值，即电流最大值。各从模块的U i 与Ub 比较从而自动调节输出电流达到均流。若将图1中的电阻用一个二极管代替，二极管正端接a，负端接b 。这样,N 个并联的电源模块中，只有输出电流最大的那个模块的电流才能使与它连接的二极管导通，从而均流总线电压就等于该模块的输出电压，其他模块则以均流总线上的电压为基准，来调节各自的输出电流，从而实现均流。
如果单纯以二极管来代替采样电阻，则由于二极管本身有正向压降存在，所以，主模块的均流精度会降低，从而模块不受影响。这里可以用图2所示的缓冲器来代替，从而提高均流精度。而最大电流自动均流法依据其特有的均流精度高、动态响应好、可以实现冗余技术等性能，得到了广泛的应用。美国Unitr ode 公司以最大电流法为基础开发了UC3907系列芯片，由于其简单的结构，强大的功能，而获得了广泛的应用
。
图2 a 、b 两点间接一缓冲器
3 UC3907在非隔离变换器中的应用
UC3907芯片使多个并联在一起的电源模块分饭店转让合同
别承担总负载电流的一部分，并且所承担的负载电
女性补气血流大小相等。通过检测每个模块的电流，电流均衡母线确定哪个并联模块的输出电流最高，并把它定为主模块，再根据主模块的电流调节其他模块的输出电流，使并联运行的电源模块单元工作在所设定的电流值上，从而实现均流，精度可达2.5%。
例如，一个要求输出直流5V /1000A 的AC —DC 开关电源系统，在此无需5V 直流大电流母线，而是先由一级DC —DC 变换器将270V 降下来，接到50V /100A 直流母线，再经过若干台50V /5V 并联的DC 2DC 变换器，供给5V 负载，可用于电力控制的直流屏系统。3.1 三相P WM 整流器
开关电源性能优于相控整流电源，它的可靠性主要取决于其主电路拓扑结构及控制方法。在设计该电源模块时，选用可靠性很高的三相电流型P WM 整
8 Movable Power Stati on & Vehicle No .2 2005
流器来完成三相功率因数校正及移相全桥谐振拓扑，从而实现DC /DC 转换;P WM 控制则采用电流型控制方法来实现。图3所示三相P WM 整流器的主电路。该电路的每个桥臂均由2只I G BT 和2只二极管组成，其中I G BT 的驱动脉冲采用正弦F WM 调制脉冲，它具有输入功率因数高，输入电流的低次谐波电流含量少,P WM高山流水比喻
调制脉冲易实现以及成本低等优点。
图3 三相P WM 整流器
3.2 全桥DC /DC 变换器主电路拓扑
根据实际情况，选用全桥非隔离式P WM 变换器，其电路如图4所示
。
图4 全桥DC /DC 变换器
3.3 控制与保护
DC /DC 变换器采用峰值电流型P WM 控制，并
采用自主均流法实现多个模块并联运行时的均流控
制。具体电路如图5所示，采用SG3524、UC3907的P WM 变换器的并联均流系统。系统中应有电压和
电流两个环路。电压环路起电压调整作用，电流环路起均流传感作用。一般为防止均流总路线检测的噪声耦合到电流控制环路中去，电流环路的频带响应不能太宽
。
图5 UC3907在非隔离DC 2DC 变换器中的应用
对非隔离的并联电源均流系统，电流检测电阻不能接在电源模块的地端子，而只能接在电源输出的非地端子，否则几个并联电源系统的电流检测电阻为并联，致使系统不能正确并联均流，即使有故障
模块单元也不易检测出来。这种连接的唯一限制就是UC3907的电流放大器有一个0～22V 的共模电压范围，所以，需用某种形式的电平偏置或平均电流
检测。
由于不需用光电耦合器，电路可得到简化。UC3524A 的误差放大器为一反相放大器，为使用驱
动放大器并使UC3907送至UC3524A 的信号相位
满足要求。I t (第8脚)电压的变化范围为0～3.8V 。通过从UC3907的电流放大器输出信号并送至
(下转第13页)
The method for revi the magneti c flux density of ar mature teeth i n
synchronous generator calcul ati n g
J I A NG Hong2W ei1,CHEN Jun2m in2,WU Fu2zhuan1
(1.Zhongyuan Institute of Technology,Henan P rov.,Zhengzhou450007,China;
2.Zhenzhou E lectric Equip m en t M a in P lant,Henan P rov.,Zhengzhou450006,Chian)
Abstract:I ntr oduced how t o revi the magnetic flux density of ar mature teeth with the mathod of curve fitting in synchr onous generat or calculating,at the end,we comp ile the code t o p r oduce the Dyna m ic2L ink L ibrary (DLL),in order t o rai the efficiency in comp ile the synchr onous generat or calculati on s oft w are.
Key words:synchr onous generat or;curve fitting;magnetic flux density;revisi on;Dyna m ic2L ink L ibrary (DLL)
(上接第9页)
UC3524A的限流放大器实现限流，限流值由下式决
定。系统的限流功能是通过UC3907电流放大器
(脚1,13)的输出信号，直接送到SG3524限流放大
器的输入端(脚4、5)的方式完成的。其中限流值可
按下式计算:
I限流=5×R12试管婴儿的流程
R6+R7
+0.2
20R传感
4 结论
通过分析几种常用的开关电源并联均流技术及其实际应用电路的特点，根据具体电路利用均流控制芯片UC3907进行了开关电源并联系统的均流设计。满足了如下技术指标：输入交流电压:380V；纹波系数:≤0.5%；电网频率:50Hz；功率因数:≥0.9；输出直流电压:5V；稳压精度:≤0.5%；模块输出电流:100A；稳流精度:≤0.5%；整机输出电流:1000A；均流不平衡度:≤0.5%。陕西方言
参考文献:
〔1〕 张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计〔M〕.北京：电子工业出版社,1998.
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〔3〕 孙梅生.电力电子技术基础〔M〕.北京：机械工业出版社,2003.
〔4〕 张立.现代电力电子技术基础〔M〕.北京：高等教育出版社,2001,2042208.
〔5〕 路秋生，张艳杰.电源并联均流技术〔J〕.黑龙江电子技术,1999,(8).
Appli cati on of parallel with the syste m current
of UC3907i n the switch the power
L I U Chun2yan
(Hydroelectric D epart m ent of Q inghai U niversity,Q inghai P rov.,X ining810016,China)
Abstract:Connect the advantage that supp lies power in parallel after intr oducing the power module,working cour and p lus and m inus of circuit fl ow t o describe veral kinds and connect in parallel.Thus f or meet power connect need that operate in parallel directly,design with chi p UC3907fl ows at the core t o circuit sheds.
Key words:s witch power;pul width modulati on;connect in parallel current sharing;modules
