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锂离子电池的趋势

摘要：介绍了将电源模块并联,并构成冗余结构进行供电的好处，讲述了几

种传统的并联均流电路，讨论了**种方式下的工作过程及优缺点，并对均流技

术的做了展望。１概述

随着电力电子技术的,**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，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输出参数（如电压、电流、功率）往往不能满足要

求。若采用多个电源模块并联供电，1所示,就不但可以提供所需电流，而且还

可以Ｎm冗余结构，提高了系统的稳定性，可谓一举两得.

XX

但是,在电源模块并联运行时，由于**个模块参数的分散性，使其输出的电

流不可能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些模块过轻。这将使系统的稳

定性降低,会给我们的生产和生活带来严重的后果，而且电源模块自身的寿命也

会大大缩短。国外有资料表明，电子元器件在工作环境温度超过50℃时的寿命

是在常温(2５℃）时的1/6。因此,使**并联电源模块的输出电流平均分配，是提

高并联电源系统稳定性的一个必须解决的问题。

本文从均流电路的拓扑结构出发,介绍几种传统的并联均流方案,对于其他均

流方案（比如按热应力自动均流法)，暂不做讨论。对于文中提到的每一种均流

方法，都做了详细的介绍,并结合简单电路图,讲述其工作原理及优缺点。在文章

的最后部分，对并联均流的做了简单的展望.

2Nm冗余结构的好处XX

采用Nm冗余结构运行,可以提高系统稳定性。

Nm冗余结构,是指Ｎｍ个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作

时电源模块的个数，ｍ表示冗余模块个数.ｍ值越大，系统工作可靠性越高，但

是系统成本也会相应增加。

XX

在正常的工作情况下，由N个模块供电。当其中某个或者某些模块发生故

障时，它们就退出供电，而由m个模块中的一个或全部顶替,从而保证整个系统

工作的持续性及稳定性.

以某个输出电流为100A的系统为例来说明冗余结构运行的好处，这里只

讨论11，21，３1三种工作方式,2所示.**电源模块的工作情况由Ｋｎ的闭合情

况决定。

如果采用1１冗余结构，即采用两个输出电流为1０0A的电源模块并联供

电。正常情况下只有一个模块工作，当它发生故障,退出工作时，另一个模块开

始工作，系？仍然能正常运行.

XX

如果采用21冗余结构，即采用3个输出电流为50Ａ的电源模块并联供

电。正常情况下只有两个模块工作，当其中之一发生故障，退出工作时,另一个

模块开始工作，系统仍然能正常运行.

XX

如果采用31冗余结构，即采用4个输出电流为33A的电源模块并联供

电，正常情况下只有３个模块工作,当其中之一发生故障，退出工作时，另一个

模块开始工作,系统仍然能正常运行。

XX

比较上面三种工作方式，采用21这种方式最好,这是因为，11方式中有一

半的功率被闲置，而31方式中使用元器件太多,成本过高，经济性不好。

3几种传统的并联均流方案XX

3。1下垂法XX

下垂法全称外特性下垂法,也叫做斜率控制法。在并联电源模块系统中，**

个电源模块是工作的。每个模块根据其外特性以及电压参数值来确定输出电

流。在下垂法中，主要是利用电流反馈信号来调节**模块的输出阻抗,也就是调

节Vｏ＝f(Ｉo）的斜率，从而调节输出电流。其工作原理图３所示。XXXX

锂离子电池的趋势（2)

Ｒi为任一并联模块输出电流Io的采样电阻,经电大产生电流反馈电压信号

Vi，Vf为输出电压反馈，Vr为Vｉ与Ｖｆ的和，Vg为控制基准电压（5V），

Ve为误差电压.当某一模块输出电流Io偏大时，电压与电流反馈合成信号Vr＝