案例分析 DC-DC模块电源并联均流输出法选择

利用多个DC-DC模块电源并联均流并实现输出电压的稳定保持，是工程师在实际操作中比较常见的工作之一。此前我们曾经为大家介绍过多种不同的并联均流技术，那么这些技术在实际应用的过程中应该如何进行选择？下面我们将会通过一个案例进行实例说明，看在实际操作中怎样选择最恰当的并联均流输出方法。

在本案例中，我们要求设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W、8V的DC-DC电源模块构成的并联供电系统，其具体的电路系统设计如下图所示：

图为DC-DC电源模块构成的并联供电系统

在该案例中，具体的设计要求主要有一下四个方面：调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压UO=8.0±0.4V；额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60%；调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO=1.0A且按I1:I2=1:1模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阈值电流为4.5A。

依据上述的设计要求，我们开始选择相应的多个DC-DC电源模块并联均流输出方案。这里共提供了三种方案进行参考。首先我们来看方案一。方案一的设计是，工程师分别采用两片TL494来为两路电源提供PWM，当两路并联时，利用其中一片TL494的一个内部误差放大器对电压进行调节，使其输出稳定在8V。利用两片高精度差动放大器INA133对两路电源的电流进行取样，将取样电压分别送入另一片TL494的一个内部误差放大器的正负输入端，通过两片TL494的内部误差放大器进行电流电压复合负反馈，从而进行稳压并实现均流。为了电路工作稳定，使误差放大器工作在闭环状态，此时通过调整误差放大器的放大倍数即可调节均流精度，但由于误差放大器的放大倍数有限，只能近似实现均流。

接下来我们来看第二种方案，即选择最大电流均流法实现多个电源模块的并联均流输出。本方案主要采用负载共享控制器UCC29002来实现均流。在多个DC-DC模块正常工作时，将两路UCC29002的均流母线连接，此时UCC29002将会自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源。均流母线上的电压将由主电源的输出电流决定，从电源的UCC29002接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC模块稍稍提高输出电压。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。并且该方案可通过十分简单的电路完成任意路并联均流，且支持热插拔。

在针对以上两种方案进行了实际分析后，我们再来看第三种方案，即使用主从均流法实现多个电源模块的均流输出。主从法的均流思想是在并联电源系统中，人为的指定一个模块为主模块，直接连接到均流母线，其余的为从模块，从母线上获取均流信号主模块工作于电压源方式，从模块的误差电压放大器接成跟随器的形式，工作于电流源方式。因为系统在统一的误差电压下调整，模块的输出电流与误差电压成正比，所以不管负载电流如何变化，各模块的电流总是相等。采用这种均流方法，精度高，控制结构简单，模块间联线少，易于拓展为多路。缺点是一旦主模块出现故障，整个系统将瘫痪。

通过对以上三个方案的简要分析，结合了开头所提供的设计要求和设计图纸，我们可以很清晰的看出，第三种DC-DC模块电源并联均流输出的设计方法的电路结构相对简单，不用使用软件算法，直接由硬件来实现。速度快且精度高，控制结构很简单，所以最终我们选择方案三来实现均流控制。