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導軌式工業開關電源并聯和冗余應用分析

2018-05-12

    近年來,大功率電源模塊廣泛應用于工業、電力、通信等領域,并聯使用有成為主流的趨勢。在工業領域,其系統的越來越大型化和復雜化,對導軌式開關電源的要求也越來越高。市場上有不少的電源雖然都具有并聯和冗余的功能,可是導軌式開關電源在實際應用中,仍會遇到不少問題。

 

    在使用導軌式開關電源時,為了達到最大輸出功率,可以通過電源并聯的方式增加輸出。最簡單的并聯方式是二個或多個電源間接并聯,主要的一點就是電源對輸出功率的承受力簡單并聯方式一般不考慮電流的均流問題,只考慮在啟動或負載變化時并聯電源可能出現的問題。

 

    在電源啟動時,會有延遲時間現象,是在并聯時須提供一個輔助電壓。當負載突變時,電源啟動慢慢起來,延遲大約0.5s才能使電源工作,在這時間內,只要一個電源進行工作并處于負載電流的極限形態,將會導致過載堵截輸出的電壓。所以并聯電源需在電源空載的環境下,內部輔助電源正常工作,當出現突變負載時,其電源能及時地分管負載。

 

    在應用中為了避免輸出會電流,當采用被動式均流手藝并聯時,其并聯電源的輸出電壓值需要分歧,所以大多數具有并聯功能的開關電源的輸出電壓都是可調的。一般開關電源的啟動時間需小于20%的電源過負載的時間。

 

    自動式平衡電流并聯電源用調整每個電源輸出電流,被動式平衡電流相比,輸出電壓精度高,輸出電的類型無關。但是實際應用成本較高,因為電源內部需要電流測試線和電流調理器。

 

    一般為了提高電源的可靠性,大多數工業場所都會采用冗余電源的方案。這種方案是在當并聯電源中的任何一個發生故障時,其后備電源會進入到工作狀態,稱為N+1的方式。如果是需要極高可靠性的場所,還可以采用N+M的方式,這種方案擁有多個后備電源,即使M個電源發生故障,仍舊能正常工作。如果需要百分百的實現冗余功能,如:可以采用串接隔離二極管來實現各個電源之間互相隔離等。

 

    在采用冗余方案時,為了提高系統的可靠性,在電源出現問題后最好是有提示,可方便及時處理。同時冗余電源的輸入電源應毗連在分歧的相線上,這樣當一個相線現問題時,毗連在其他相線上的電源仍能繼續工作。

 

    開關電源并聯運行可以擴大系統容量,同時還可組成冗余方案提高可靠性,當出現故障時,方便及時維修。需要注意的是在大功率電源并聯時,需要采用均流方式,保證電應力和熱應力的分配。