电源模块技术与电源均流技术应用分析

2025-12-08 09:31:18

摘要：跟着电力电子技能在出产、日子各个范畴的很多运用，关于电子设备安全、安稳、高效功用的要求越来越高。电源模块做为给电子设备供给电能的重要组成部分，经过对电源模块技能加强研讨能够有用的进步电子设备的质量、功用。在下面文章里，咱们简略了解电源模块技能及电源均流技能，重点对其运用进行深入分析。

关键词：电源模块；开关电源；电源均流；电源并联

前言

跟着电力电子技能的飞速开展，先进的电子设备在出产日子的各个范畴都得到了广泛的运用，相应关于电子设备本身质量、运转功用的要求也越来越高。电源模块作为电力电子设备重要的供电单元，其技能水平直接影响电子设备的安全安稳运转。跟着电力变革作业的不断深入，为了改善电力体系结构，下降火力发电对环境构成的损害，分布式发电体系得到了活跃的推广运用，其关于电源模块的需求及要求十分高，为了满意运用需求，往往需求多个电源模块并联运转，而怎么更好的完成并联体系的均流就显得十分重要。在下面文章里，咱们就重点对电源模块技能及电源均流技能进行深入讨论。

一.电源模块技能

在这里咱们所讨论的电源模块，也被称为负载点电源（POL）供给体系或运用点电源供给体系（PUPS）。跟着相关技能的成熟开展，其体现出更多杰出的优异性，如集成化、小型化、抗干扰能力强、转化功率高级，所以在众多范畴都得到了广泛的运用。

1.1模块原理

在电源模块开展过程中，依据原理不同，电源模块可分为线性模块和开关型电源模块，其间开关型电源模块因为结构简略、用途广泛，所以得到的充沛的开展，在这里咱们也侧重于开关型电源模块进行讨论分析。电源模块也叫模块电源，是开关电源的一种，具有更高的集成度和功率。其作业原理与传统开关电源作业原理相同，都是选用功率半导体器件作为开关元件，经过周期性的通断开关来操控开关元件的占空比，从而调整输出电压。同时为了满意运用环境及产品功用需求，经过电路规划，可完成变压、阻隔、滤波等功用。概略而言，电源模块便是集成度高、功用功率好的开关电源。依据输出电压不同，又分为DC/DC和AC/DC两种。

1.2电源模块具有的长处

虽然电源模块是归于开关电源的一种，可是其与一般的开关电源比较具有更多杰出的长处。它能够直接插装或是贴装在印刷电路板上，可专门为集成电路、信号处理器、微处理器及相关数字、模拟负载等供给供电。详细的长处包括：

1）缩短电子设备开发周期，在设备电源电路规划时，只需求装备少量分立元件即可完成规划目的；同时用户可将电源模块进行重复或穿插迭加，然后构成积木式组合电源，完成多路输出，然后有用的缩短开发周期。

2）集成化，小型化。跟着集成化技能的开展，模块电源的体积越来越小，相应也便于与电子产品的结合，缩小电子产品体积，进步其运用规模。

3）安稳性及转化功率更高。因为运用了更为先进的元件及规划办法，确保其作业安稳性大大进步，同时转化功率也得到了有用进步。

4）散热好，便于固化。经过运用灌胶工艺，能够使电源模块与电路板构成固态化电源，有用完成防震、防尘，且散热作用更好。

5）规划简略、灵活，牢靠性高。在电源电路规划过程中，相关装备一般现已完成标准化，有用的简化了规划，且当需求对规划进行更改时，只需更换或并联合适的模块电源即可。标准化也便于完成出产的主动化，从而更好的确保产品质量，确保了设备运用功用的牢靠性。

1.3电源模块的作用

在实践的运用过程中，电源模块首要是起到阻隔（安全阻隔、噪声阻隔、接地环路消除）、保护（短路保护、过压保护、过流保护等）、电压变换（升压、降压、交直流转化等）、稳压（长途直流或分布式电源电池供电）及降噪（有源滤波）这五个作用。[1]

二.电源均流技能

因为遭到材料、技能等方面因素的约束，现在单个电源模块的输出功率只能达到几千瓦，而在实践运用过程中往往需求几百千瓦甚至更大的输出功率。研讨发现，经过将多个开关电源并联运转能够有用的增大输出功率。这种办法是完成电源模块大容量化的有用办法之一，可是在实践运用过程中发现，并联运转时会存在输出电流不均匀现象，影响运用作用。为此怎么完成电源均流就显得十分重要，现在运用到的均流技能首要包括下列几个：

2.1改变输出内阻法

这一办法是依据电流反馈对电源模块单元的输出阻抗进行合理调理，然后完成均流。这一办法独立性强，牢靠性高，可是均流性较差，归于开环操控。

2.2主从法

这一办法是在并联运转的多个电源模块中，选择一个电源模块作为主电源模块，其他为从电源模块。主电源模块作业于电压源方式，而从电源模块作业于电流源方式，电流值可独立设置。运用这种办法时，当主电源模块失效，会导致整个电源体系的崩溃，无法完成牢靠的冗余功用。虽然均流功用好，可是牢靠性低，无法满意日益进步的运用需求。

2.3平均电流主动均流法

这一办法是经过在各个电源模块单元间设置一条公共均流母线，该母线电压为N个电源模块各自输出电流的电压信号的平均值，即电源体系的平均电流。这一平均值与每个电源模块的取样电压信号进行比较，并经过调理放大器输出一个差错电压，然后对每个模块输出电流进行调理，完成均流目的。这种办法能够完成精确的均流，可是容错性和动态特性差，当公共母线产生短路或与母线相连某一电源模块停止作业时，会下降公共母线电压，从而促进各电源模块下调各自输出电压，严峻时甚至会达到电压下限，导致毛病的产生。[2]

2.4外接操控器法

这一办法是经过在电源模块并联体系中设置一个均流操控器，对每一个电源模块的电流进行比较，从而对相应反馈信号进行调理来完成均流。

3.5热应力主动均流法

这一办法是经过对电源模块并联体系各单元温度进行监测，使温度高的模块下降输出电流，温度低的模块增大输出电流。

3.6最大电流均流法

这一办法是经过利用最大值比较器，将每一时间输出电流最大模块作为主模块，并将输出电流转化为电压信号送至均流母线，在这一前提下均流母线上电压反映的便是各模块单元中的最大电压值，其他的从模块输出电压与这一最大值进行比较后主动调整输出电流完成均流。现在广泛运用到的UC3907芯片便是利用了这一作业原理。[3]

前面介绍的这几中均流办法中前三者是较为传统的技能，后三者归于数字化均流技能，比较较而言，数字化均流技能精度更高，扩展性更好，能够很好的满意电子设备快速更新换代的需求。可是咱们也应明晰的知道到数字化均流技能严峻依赖于监督操控模块，如果监控模块呈现毛病将会影响整个电源模块并联体系的正常运转。

结束语

跟着电力电子设备精密度、集成化水平的进步，关于电源模块的要求也将越来越高。经过上面文章分析，咱们关于电源模块的长处、原理及运用状况有了全体的知道，并且关于多个电源模块并联运转时怎么完成更好均流进行了讨论。电源模块技能及均流技能的运用关于进一步进步电力电子设备技能水平有着活跃的作用，为此有必要在相关范畴加强研讨力度，进步电源容量、功率及数字化均流技能水平。