数字电源开关并联供电的应用研究
吴康刘艺美
（江西制造职亚技术学院信息工程系江西南昌330095)
摘要：开关电源模块并联供电系统是大功率输出、不间断供电电源技术发晨方向之一.本文提出了一种开关电源模块并联供电系统的设计思路. 关键词：电源开关并联供电
中图分类号：TN710 文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)09-0099-01
2均流控制方法及实现方案
全可掌，不间断供电的电源系统场合，假如使用单个开关电源模块供 在诸如计算机服务器、通信基塔、空间站等要求大功率、高效安电，那么开关电源模块主电路需要处理非常大的功率，所承受的电应了不便，并且一且开关电源模块发生故障，则将可能造成整个电源系 力大，这给主电路功率器件的选择、开关额率和功率密度的提供造成统前潢.采用多个开关电源模块并联运行，来提高输出功率，以减轻 单个电源模块的负担，是目前开关电源系统发展的一个方向.
均流法和外加均流控制器法等是目前开关电源并联供电系统常用 主从均流法、输出阻抗法、最大电流自动均流法、平均电流自动的均流方法，其中最大电流自动均流法具有均流精度高、负载调整 率高，动态响应好、易于实现元余的特点而得到广泛应用.负载共享控制器UCC39002设计原理是根据最大电流自动均流法设计，它控 制多个独立电源或者DC/DC模块并联供电自动均流的理想选择.
模块标准化等优点，但是并联工作的各个电源模块特性不可能完全 多个开关电源模块并联运行虽然提高了可靠性，并能实现电路引起分配电流不均，导致该模块甚至整个电源系统的故障，因此，在 一样，若不采取处理可能会影响其中的模块承受较大的输出电流，块均匀地承担负载功率，提高系统的可靠性. 多模块并联运行系统中必须引人有效的均流控制策略，从而使各模
DC-DC模块正常工作时，将两路UCC39002的均流母线LS连接，根 在本系统实验电路中，使用两片UCC39002实现均流控制.在据UCC39002均流原理，UCC39002将会自动选出电流最大的一路，并将最大的一路电源作为主电源，此路UCC29002内部的三极管截 止，即没有电流流人其ADJ脚，故该路中只是反镜线上比无电源，均流母线上的电压将由主电源的输出电流决定，从电源的UCC39002接收到母线上的信号后，会控制从电源DC-DC模块稍 稍提高输出电压，具体工作原理是，从电源UCC29002内部三极管导通，此三极管发射极有一个500Q电阻到地，此时通过该三极管的电 流即为V/500，有此附加电流流过R4后，A点电压下降，从面B点基准电压也下降，面不再是1.22V，此时为了使Vs恢复到1.22V，TPS5430将增加PWM脉冲宽度，增加V_从而提高该路电流输出， 减小与主电源的电压差，通过减小从电源与主电源的电压差来提高该路输出电流，从而达到均流.
1DC-DC模块设计方法及实现方案
本系统实验电路采用TI公司的开关降压转换集成芯片TPS5430构成DC-DC主电路，TPS5430内部集成PWM产生电路、高位场效 应管驱动电路以及110m欧低导通电阻的NMOS开关管，效率高达95%，输出电流最高可达到3A，有较宽的输出电压范围.TPS5430 固定500KHz开关率，因此可采用较小的滤波电容、电感消除纹波.同时，TPS5430集成度高，只需要配合少量外围元器件（自举电 容、起储能与滤波作用的电感与电容、反镜电阻），构成BUCK电路，即可高效、精确、稳定地得到输出电压，单电源模块应用原理图如图1所示.
3过流保护故障与自动恢复方法及实现方案
（1）二极管的选取.为了达到高效率，要使用压降小并且恢复度快的续流二极管DI.普通的二极管，正向压降比较大，同时，由于开关 管高速地在导通与截止状态之间转换，普通二极管反应速度不够快，二极管会大量发热并且使TPS5430的输出波形也会受到影响，整个系 统的效率很低.
在本系统实验电路中，采用硬件电路实现.当开关电源的输出电流超过规定值时，利用电阻采样转换为电压与可预置的基准电压比较 后，控制TPS5430的开关频率输出使能端ENA，也可设计为控制继电器断开负载，起到保护作用.为了实现自动恢复功能，本系统设计了单 稳态触发延时电路，每次触发后系统停止工作可预值时间后，继续检测过流故障是否已经被排除.如果过流故障排除，系统自动恢复.
的关键，它们共同担负着储能与滤波的作用.在设计输出滤波器时， （(2）输出滤波器的选择.电感L1和电容C1是DC-DC输出滤波器效率及纹波的要求，可选择低阶滤波，以降低滤波器的消耗.由于 可以选择一阶LC滤波器或二阶甚至更高阶LC滤波器，但兼颜到对TPS5430开关管的工作频率为500KHz，频率较高，故对电容电感的选择已经较为苛刻.
4结论
根据所设计的实验电路，我们试制了实验样机，通过实验数据测试与分析，调整实验负载电阻至额定输出功率为32W工作状态下，供电系统的直流输出电压V维持在8.0±0.28V之间，纹波电 压峰峰值在30mV左右，供电系统的效率高达93.6%，调整负载电阻的相对误差绝对值小于3.2%，均流效果非常好，同时该系统集成性 至额定电流值范围内的任意输出电流值，两个电源模块的输出电流高，电路结构简单，所用器件少，还不易发热，保证了整个系统高效、 稳定、可靠的运行.
参考文献：
[1]孙道宗，王卫星等.基于TPS5430和MAX1674的智能充电器.电子 设计工程 2010 18(8):1 45.[2]慕宣三.井联开关电源的均流技术[J].电工电能新技术，2010 3： 1216.
图1TPS5430单电源模块应用原理图
作者简介：吴票（1982-）男，江西南昌人，江西制造职业技术学院讲师，研究方向：电于通信；刘艺美（1981-)）男，江西南康人，江西制造职业技术 学院讲师，研究方向：电子通信.
