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研 究 与 设 计 改进型开关电源模块并联均流控制技术 郭首金，尹 斌 ， 张志成 (河海大学能源与电气学院，江苏南京210098) 摘要：针对当前均流技术的特点，在双环控制的基础上加入了均流环控制，在MATLAB/SIMULINK下建立了并联均流系 统的模型，并分别对三环进行了设计，其中电压环采用模糊控制器，可以显著改善系统的动态性能，体现出鲁棒性强。仿 真实验结果进一步验证了该控制策略的优越性和灵活性。 关键词：三环；模糊控制；并联均流；PI控制 中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1002-087X(2013)04-0621-03 Current-sharingofparallele powersupplymodules GUOShou-jin,YINBin,ZHANGZhi-cheng (InstituteofEnergyandElectrical,HohaiUniversity,NanjingJiangsu210098,China) 目前，直流变换器已经在计算机、工业系统、通讯设备和 构如图1所示。 空间站等各个方面有了广泛的应用，这就要求组建一种安全 通过电流检测采样负载电流，只有最大电流的模块才会 可靠、高功率的不间断供电电源系统。模块化是直流变化器的 使二极管导通有电流流过均流母线，均流环的输出和电压环 发展方向之一，由N个电源并联构成的大功率电源系统，每个 的输出共同作为电流环的参考电流值，然后经过脉冲输出驱 电源模块承受较小的功率，解决了单一电源遇到的问题。然而 动主电路中开关管，调节负载电流，实现整个并联系统的均 由于各并联电源模块之间存在差异性，有的电源模块负载承 流。 担很大电流，运行在高电压状态，而有的模块处于轻载、甚至 空载运行，会加大分担电流多的模块热应力，降低整个系统的 可靠性，因此有必要采取一种有效的均流技术，确保每个电源 [1-2] 模块均匀分担负载电流 。随着电子技术的发展，模糊控制、 神经网络控制等先进控制方法都已应用于直流变换器中。本 文在MATLAB/Simulink环境下建立2个Buck变换器并联的 模型，采用三环电流型控制方式，外环为电压环，采用简单模 糊控制器与积分环节构造其复合控制器；中间环为均流环，采 图1 均流控制系统的结构 用最大运算和比例限幅控制器；内环为电流环，采用PI控制 1.2均流系统的建模 器，输出为控制开关器件的脉冲信号。对模糊控制及PI控制分 并联均流系统的总仿真框图如图2所示。整个并联系统 别进行了参考电压突变、负载突变仿真分析，结果表明模糊控 仿真模型以模块化设计为基础，主要有以下几个部分组成：主 [3] 制策略能有效改善直流变换器的动态性能 。 电路模块、电压环、均流环、电流环、负载以及示波器显示。图1 1均流控制系统的结构与建模 中的控制部分由三环构成：内环电流环、中间均流环和外环电 1.1均流控制系统的结构 压环。 主电路模块：主电路模块为Buck电路，电路中的滤波电 采用最大电流自动均流法构成的三环控制系统的实现结 感和滤波电容都具有等效串联电阻(ESR)。 收稿日期：2012-09-19 电压环：通过手动切换开关选择两种不同的控制方式，一