0 引言

    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個單元并聯的方法。多個單元并聯具有高可靠性，并能實現電路模塊標準化等優點。然而在并聯中遇到的主要問題就是電流不均，特別在加重負載時，會引起較為嚴重的后果。普通的均流方法是采取獨立的pwm控制器的各個模塊，通過電流采樣反饋到pwm控制器的引腳fb或者引腳comp，即反饋運放的輸入或者輸出腳來調節輸出電壓，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，電流放大后畸變比較大；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，并在這種電流檢測方法的基礎上實現了并聯系統的均流。

    1 一種新的電流采樣方法

    如前所述，在均流系統中一些傳統的電流采樣方法都或多或少有些缺點。而本文提出的這種新的電流采樣方法，既簡單方便，又沒有損耗。

    下面以圖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，設流過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，c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，等于負載電流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）。

    于是式（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，只要檢測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 基于新的電流采樣方法的均流原理

    以兩路并聯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＋vovc2=il2r2＋vo

    式中：vc1、vc2分別為c1和c2上電壓的平均值；

    il1、il2分別是l1和l2上流過電流的平均值，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，當在工藝上設計并聯電源每路輸出電感基本上一樣時，可以認為r1=r2。

    因此，要控制兩路電流均流，即要求il1=il2，于是，只要控制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，可用來進行均流控制。 這樣，便可得到如圖3所示的控制框圖。

    圖3 兩路buck并聯均流系統框圖

    3 常用均流方法的分析比較

    開關電源并聯系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），以達到并聯模塊接近均流的目的。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 適用于電流型控制的并聯開關電源系統中。這種均流系統中有電壓控制和電流控制，形成雙閉環控制系統。這種方法要求每個模塊間有通訊，所以使系統復雜化，并且當主模塊失效時，整個電源系統便不能工作。

    平均值均流 每個并聯模塊的電流放大器輸出端接一個相同的電阻到一條公共母線上，形成平均值母線。當某模塊電壓