為適應大容量和模塊化充電電源發展的需求，提出一種基于串并混聯結構的充電電源，它由4個改進的移相全橋電路模塊構成。該充電電源采用先恒流后恒壓的兩(liang)段(duan)式充(chong)電(dian)(dian)方法，控(kong)制(zhi)器則(ze)采(cai)用電(dian)(dian)流環(huan)(huan)和電(dian)(dian)壓環(huan)(huan)并聯切換的結構，同時引(yin)入一種外(wai)環(huan)(huan)控(kong)制(zhi)加(jia)平均電(dian)(dian)流的功率均分(fen)策(ce)略(lve)，并根據(ju)頻域分(fen)析法設計了均流和均壓控(kong)制(zhi)器。最(zui)后(hou)，設計了一套2并2串的實(shi)驗(yan)(yan)樣機。實(shi)驗(yan)(yan)結果表(biao)明(ming)，采(cai)用該(gai)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路拓撲和控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)，輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)流和電(dian)(dian)壓的不均衡度均小于5％，很好(hao)地(di)驗(yan)(yan)證了分(fen)析及(ji)設計的正確性。

1引言
 
開關電源系(xi)統采用(yong)串并混聯結構(gou)，具(ju)有可(ke)靠性(xing)高，冗余(yu)配置，模塊(kuai)(kuai)特性(xing)好等特點，便(bian)于(yu)系(xi)統管理和(he)(he)(he)維護。但(dan)混聯結構(gou)的電(dian)源模塊(kuai)(kuai)之間需采取均(jun)流(liu)、均(jun)壓措施，以保證(zheng)輸(shu)出電(dian)流(liu)和(he)(he)(he)電(dian)壓在各模塊(kuai)(kuai)之間均(jun)衡(heng)分配。均(jun)流(liu)技術分為下垂法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)有源均(jun)流(liu)法(fa)(fa)(fa)，有無均(jun)流(liu)母線(xian)是兩者的根本區(qu)別下垂法(fa)(fa)(fa)僅(jin)適合小功(gong)(gong)(gong)率(lv)應用(yong)。而有源均(jun)流(liu)策略(lve)實際上包(bao)含控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)均(jun)流(liu)母線(xian)的形成方法(fa)(fa)(fa)。控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法(fa)(fa)(fa)有外(wai)環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)（OLR）、內環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)雙環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)；均(jun)流(liu)母線(xian)的形成方法(fa)(fa)(fa)包(bao)括平均(jun)電(dian)流(liu)（BAP）法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)主(zhu)從（MS）法(fa)(fa)(fa)。其(qi)中MS法(fa)(fa)(fa)包(bao)括指定(ding)主(zhu)模塊(kuai)(kuai)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)自動選主(zhu)法(fa)(fa)(fa)。在此設計的充電(dian)電(dian)源系(xi)統采用(yong)改進(jin)的移相全橋變(bian)換器及OLR+BAP法(fa)(fa)(fa)的功(gong)(gong)(gong)率(lv)均(jun)分策略(lve)，有效解決了(le)電(dian)源模塊(kuai)(kuai)的功(gong)(gong)(gong)率(lv)均(jun)分問題。

2串并混聯式充電電源拓撲
 
介紹四模塊串并混聯結構。先將模塊1～4分別串聯，然后再將兩串支路并聯組成四模塊的混聯結構。
 

單模塊電路，其主電路在傳統移相全橋ZVS變換器的變壓器初級加了兩個箝位二極管VD7和VD8，可有效抑制變壓器次級整流二極管的高頻振蕩，減小電壓反向恢復尖峰。
 

3外環控制加平均電流功率均分策略
3.1均流策略
 
采用OLR+BAP法的功率均分策略，其控制電路如圖3所示。當UI=Ub時，R兩端電壓Uab=0，則Uc=0，實現均流。當有均流誤差時，U1≠Ub.Uab≠0，則均流調節器輸出Uc≠0，其通過控制電壓誤差放大器控制功率級的輸出電流，最終實現均流。
 

3.2控制器的設計
 
主電(dian)(dian)(dian)路(lu)參(can)數(shu)為(wei)：輸入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)Uin=520 V，輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)Uo=80 V，變壓(ya)(ya)(ya)器初、次(ci)級匝比n=7：7：24，諧振(zhen)電(dian)(dian)(dian)感(gan)Lr=20μH，輸出(chu)濾波電(dian)(dian)(dian)感(gan)Lf=100μH輸出(chu)濾波電(dian)(dian)(dian)容G=30μF，開(kai)關頻(pin)(pin)率fs=50 kHz，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)采樣(yang)系(xi)數(shu)Fv=0.037 5，電(dian)(dian)(dian)流采樣(yang)系(xi)數(shu)Fi=0.087 5. 3.2.1電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)環的(de)(de)(de)設(she)計在(zai)設(she)計電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)環時，不考(kao)慮均(jun)(jun)流環對電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)環的(de)(de)(de)影(ying)響，只要均(jun)(jun)流環的(de)(de)(de)截(jie)止(zhi)頻(pin)(pin)率遠離(li)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)環的(de)(de)(de)截(jie)止(zhi)頻(pin)(pin)率，均(jun)(jun)流環對電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)環的(de)(de)(de)影(ying)響很小，就可(ke)將其影(ying)響忽略。

                                                                                                                         本(ben)文摘自于中國(guo)充電器網