中心議題：

• 新的電流采樣方法
• 基於新的電流采樣方法的均流原理
• 常用均流方法的分析比較
• 新的均流方案

解決方案：

• 對各路RC網絡C上電壓進行均壓

在大功率DC／DC開關電源中，為了獲得更大的功率
，特別是為了得到大電流時
，經常采用N個ge單dan元yuan並bing聯lian的de方fang法fa。多duo個ge單dan元yuan並bing聯lian具ju有you高gao可ke靠kao性xing，並bing能neng實shi現xian電dian路lu模mo塊kuai標biao準zhun化hua等deng優you點dian。然ran而er在zai並bing聯lian中zhong遇yu到dao的de主zhu要yao問wen題ti就jiu是shi電dian流liu不bu均jun，特te別bie在zai加jia重zhong負fu載zai時shi，會hui引yin起qi較jiao為wei嚴yan重zhong的de後hou果guo。普pu通tong的de均jun流liu方fang法fa是shi采cai取qu獨du立li的dePWM控製器的各個模塊，通過電流采樣反饋到PWM控製器的引腳FB或者引腳COMP，即反饋運放的輸入或者輸出腳來凋節輸出電壓，從而達到均流的目的。顯然，電流采樣是一個關鍵問題：用電阻采樣，損耗比較大
，電流放大後畸變比較大；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
，並在這種電流檢測方法的基礎上實現了並聯係統的均流。

1 一種新的電流采樣方法

ruqiansuoshu，zaijunliuxitongzhongyixiechuantongdedianliucaiyanglifadouhuoduohuoshaoyouxiequedian。erbenwentichudezhezhongxindedianliucaiyanglifa，jijiandanfangbian
，youmeiyousunhao。
下麵以圖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網絡組成，沒流過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上電壓為vc
，則有
vL＋iLR1＋vo=vc＋iCR           (1)

對式(1)在一個開關周期求平均值得
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，等於負載電流ILoad；Ic是電容在一個開關周期內充放電電流的平均值

，顯然Ic=0；R1為電感的等效串聯電阻(ESR)。

於是式(2)可化為
ILR1＋Vo=VC                         (3)
IL="ILoad"=(VC－Vo)/R1        (4)

所以，要檢測負載電流及電感電流的大小
，隻要檢測RC網絡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行采樣。

2 基於新的電流采樣方法的均流原理

以兩路並聯Buck電路為例
，如圖2所示。

圖2    用RC網絡簡易檢測電流

由式(3)知，
VC1=IL1R1＋Vo
VC2=IL2R2＋Vo
式中：Vc1、Vc2分別為C1和C2上電壓的平均值
；IL1、IL2分別是L-和L2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電阻
，當在工藝上設計並聯電源每路輸出電感基本上一樣時
，可以認為R1=R2。因此
，要控製兩路電流均流，即要求IL1=IL2

，於是
，隻要控製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，可用來進行均流控製。
[page]
這樣
，便可得到如圖3所示的控製框圖，

圖3    兩路Buck並聯均流係統框圖

3 常用均流方法的分析比較

開關電源並聯係統常用的均流方法有以下幾種。

輸出阻抗法：即Droop(下垂
，傾斜)法，調節開關變換器的外特性傾斜度(即調節輸出阻抗)，以達到並聯模塊接近均流的日的。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(shi)用(yong)於(yu)電(dian)流(liu)型(xing)控(kong)製(zhi)的(de)並(bing)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)中(zhong)。這(zhe)種(zhong)均(jun)流(liu)係(xi)統(tong)中(zhong)有(you)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)和(he)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)
，形(xing)成(cheng)雙(shuang)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)要(yao)求(qiu)每(mei)個(ge)模(mo)塊(kuai)問(wen)有(you)通(tong)訊(xun)
，所(suo)以(yi)使(shi)係(xi)統(tong)複(fu)雜(za)化(hua)，並(bing)且(qie)當(dang)主(zhu)模(mo)塊(kuai)失(shi)效(xiao)時(shi)，整(zheng)個(ge)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)便(bian)不(bu)能(neng)工(gong)作(zuo)。

平均值均流法：meigebinglianmokuaidedianliufangdaqishuchuduanjieyigexiangtongdedianzudaoyitiaogonggongmuxianshang
，xingchengpingjunzhimuxian。dangmoumokuaidianyabimuxiandianyagaoshi
，shuchudianyaxiajiang，fanzhiyiran。

最大值均流法：和平均值均流法相似

，區別隻是每路電流通過一個二極管連到一條公共母線上。這種方法其實質是一種“民主均流”方法，電流最大的那個模塊自動成為主模塊，其他模塊為從模塊，從而“自動主從控製”。

平均值均流和最大值均流法的均流母線斷開或者開路都不會影響各個電源模塊獨立工作，並且是自動均流方法，均流精度比較高。

圖4為常見均流方法的原理圖。如果均流母線是並聯模塊電流的平均值
，則是平均值均流法；如果是並聯模塊電流的最大值，則是最大值均流法
；如果均流母線是並聯模塊中的主模塊的電流，則就是主從均流法。但是，在這些均流方法中，每個模塊都需要有一套獨立的PWM控製環。

圖4    常用的均流方法 [page]

4 新的均流方案

本文提出的方案是基於前所述的每路加一個簡單的RC網絡檢測其分配的電流大小。電容C兩端的電壓平均值就可以表征這路模塊的電流大小，所以，對係統進行均流控製就是對各路RC網絡C上電壓進行均壓。其均流原理圖如圖5所示。

圖5  並聯兩路Buck電路的均流係統

圖5中Vbus為均流母線電壓；Vref為輸出電壓參考值；Vs為輸出電壓的采樣值。

其工作原理和過程如下：
通過檢測RC網絡中C兩端的電壓，作為電流信號，幾路電流信號(本例隻有兩路)通tong過guo一yi個ge相xiang同tong的de電dian阻zu就jiu得de到dao了le平ping均jun值zhi均jun流liu母mu線xian，平ping均jun值zhi均jun流liu母mu線xian電dian壓ya值zhi與yu負fu載zai有you關guan，表biao征zheng負fu載zai電dian流liu的de大da小xiao。然ran後hou將jiang每mei路lu采cai樣yang來lai的de電dian流liu信xin號hao與yu母mu線xian電dian壓ya比bi較jiao，得de到dao誤wu差cha信xin號hao，去qu修xiu正zheng輸shu出chu電dian壓ya參can考kao信xin號hao
，從cong而er對duiPWM控製器的占空比輸出進行微調，達到均流和穩壓的目的。

5 實測結果

樣機是一台DC5V輸入，2V／40A輸出的4路Buck並聯的開關電源，工作頻率為200 kHz，帶上滿載進行測量每一路電流輸出，均流效果好，誤差在2％以下
，電源輸出穩定。當輸出電流越大，即大功率並聯的電源係統中，均流效果越好。

6 結語

本文通過對常用的電流檢測方法與均流控製的分析研究
，提出了用一個RC網(wang)絡(luo)檢(jian)測(ce)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)方(fang)法(fa)，並(bing)在(zai)這(zhe)種(zhong)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)給(gei)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)簡(jian)單(dan)的(de)並(bing)聯(lian)係(xi)統(tong)均(jun)流(liu)的(de)方(fang)案(an)。這(zhe)種(zhong)方(fang)案(an)使(shi)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)很(hen)方(fang)便(bian)，能(neng)高(gao)效(xiao)率(lv)、低成本、簡單、方便地實現並聯係統的均流。