目前，將多個模塊電源通過并聯的方式進行均流輸出，已經成為了很多生產商在進行新產品研發時的選擇。這種并聯均流輸出的方式能夠充分保障電源電池的工作穩定性，在某一個電源模塊出現故障時，其他模塊還可以正常運行，能夠為工程師提供充足的維修檢測時間。本文將會就電源模塊并聯的方法之一，輸出阻抗法，進行簡要介紹，幫助工程師快速掌握其原理。

 

在日常的工作中，電源模塊的輸出阻抗并聯輸出法也被稱作電壓調節率法，這種方法是通過調節開關變換器的外特性即調節輸出阻抗達到并聯模塊接近均流的目的。下圖中，圖1為一個開關變換器的外特性，Vo=f（Io）。在該外特性中，我們可以看到R為開關變換器的輸出阻抗，其中也包括這個開關變換器模塊連接到負載的導線電阻。空載時模塊輸出電壓為Vomax。由此可見，當電流變化量為△I時，負載變化量為△V，因此AV/△I=R，R為該模塊的輸出阻抗。△V/△I同時也代表開關變換器的輸出電壓調整率。

圖1 開關變換器外特性Vo=f（Io）

 

在正常工作的前提下，該開關變換器的負載電壓與負載電流的關系可通過公式表示為Vo=Vomax—Rio。若將兩臺具有相同容量、相同參數的開關變換器相互并聯，則有：Vol=Vomax—R1Iol，V02=Vomax—R210。R1、R2分別為模塊l及模塊2的輸出阻抗。設負載電阻為RL，則有Io1=[R2Vol+（vol—v02）RE]/Rx，Io2=[R1V02+（Vol—V02）RL]/R，式中Rx=R1R2+（R1+R2）RL。

圖2并聯變換器及其外特性

 

那么，如果將兩臺單獨的開關變換器進行并聯，其特性又會出現哪些變化？我們可以通過一個實驗進行說明。將兩臺開關變換器相互并聯后，其外特性如下圖中圖2所示。依據公式我們可以計算得出，當負載電流為IL=IOl+102時，負載電壓為vo，按兩個模塊的負載調整率分配負載電流IL，斜率不相等，電流分配也不相等。當負載電流增大至IL''=10l’+102’時，負載電壓為V0’。由此可見，模塊1外特性斜率小，分配電流的增長量比外特性斜率大的模塊2增長量更大。如果能設法將模塊1的外特性斜率調熬到接近模塊2，則可使這兩個模塊的電流分配接近均勻。

圖3典型輸出阻抗調節法電路原理圖

 

在了解了并聯變換器及其外特性知識后，我們就可以采用輸出阻抗調節法進行并聯輸出調節了。圖3是一種典型輸出阻抗調節法實現并聯模塊近似均流的電路原理圖，我們可以看到，圖3中Rs模塊電流的檢測電阻，電流信號經過電流放大器輸出V1（O—5V電壓），與模塊輸出的反饋電壓vf綜合加到電壓放大器的輸入端。綜合信號電壓與基準電壓Vr比較后，其誤差經過放大，得到Ve，控制調節器及驅動器，用以實現自動調節模塊的輸出電壓。當某個模塊的電流增加量大時，vs上升，ve下降，使得該模塊的輸出電壓下降，即外特性向下傾斜，接近其他模塊的外特性，其他模塊的電流增大，實現近似均流。