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)段式(shi)充電方法(fa)，控制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)則采用電流(liu)(liu)環(huan)和(he)(he)電壓環(huan)并聯(lian)切換的結構，同時(shi)引入一(yi)種外環(huan)控制(zhi)(zhi)加(jia)平均(jun)電流(liu)(liu)的功率(lv)均(jun)分(fen)策(ce)略，并根(gen)據頻域分(fen)析(xi)法(fa)設計(ji)了(le)均(jun)流(liu)(liu)和(he)(he)均(jun)壓控制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)。最后，設計(ji)了(le)一(yi)套2并2串的實驗(yan)樣機。實驗(yan)結果表明(ming)，采用該充電電路拓(tuo)撲和(he)(he)控制(zhi)(zhi)策(ce)略，輸出電流(liu)(liu)和(he)(he)電壓的不均(jun)衡(heng)度均(jun)小于5％，很好地(di)驗(yan)證(zheng)了(le)分(fen)析(xi)及(ji)設計(ji)的正確性(xing)。

1引言
 
開關電源系(xi)(xi)統(tong)采用(yong)串并(bing)混聯結構，具有(you)可(ke)靠性(xing)高，冗余配(pei)置，模(mo)塊特(te)性(xing)好等特(te)點，便于系(xi)(xi)統(tong)管理和(he)(he)(he)維護(hu)。但混聯結構的(de)電(dian)(dian)源(yuan)模(mo)塊之(zhi)間需采取均流(liu)(liu)、均壓措施，以保證輸出(chu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)壓在各模(mo)塊之(zhi)間均衡分配(pei)。均流(liu)(liu)技(ji)術分為下(xia)垂法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)有(you)源(yuan)均流(liu)(liu)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，有(you)無均流(liu)(liu)母線(xian)是(shi)兩(liang)者的(de)根本區(qu)別(bie)下(xia)垂法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)僅適合小功(gong)率(lv)(lv)(lv)應(ying)用(yong)。而有(you)源(yuan)均流(liu)(liu)策略實際上包(bao)含控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)均流(liu)(liu)母線(xian)的(de)形成(cheng)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)有(you)外環控制(zhi)（OLR）、內環控制(zhi)和(he)(he)(he)雙環控制(zhi)；均流(liu)(liu)母線(xian)的(de)形成(cheng)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)包(bao)括平均電(dian)(dian)流(liu)(liu)（BAP）法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)主從（MS）法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。其中MS法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)包(bao)括指定主模(mo)塊法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)自動(dong)選主法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。在此設計的(de)充電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)采用(yong)改進的(de)移相全(quan)橋變換器(qi)及OLR+BAP法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)均分策略，有(you)效解決了電(dian)(dian)源(yuan)模(mo)塊的(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)均分問題。

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)路參(can)數(shu)為(wei)：輸(shu)入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)Uin=520 V，輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)Uo=80 V，變壓(ya)器初(chu)、次(ci)級匝比(bi)n=7：7：24，諧振電(dian)(dian)(dian)感(gan)Lr=20μH，輸(shu)出(chu)(chu)濾波電(dian)(dian)(dian)感(gan)Lf=100μH輸(shu)出(chu)(chu)濾波電(dian)(dian)(dian)容G=30μF，開關頻(pin)率fs=50 kHz，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)采樣系數(shu)Fv=0.037 5，電(dian)(dian)(dian)流(liu)采樣系數(shu)Fi=0.087 5. 3.2.1電(dian)(dian)(dian)壓(ya)環(huan)(huan)的(de)設(she)計(ji)在設(she)計(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)環(huan)(huan)時，不考慮均(jun)流(liu)環(huan)(huan)對(dui)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)環(huan)(huan)的(de)影響，只(zhi)要均(jun)流(liu)環(huan)(huan)的(de)截止頻(pin)率遠離電(dian)(dian)(dian)壓(ya)環(huan)(huan)的(de)截止頻(pin)率，均(jun)流(liu)環(huan)(huan)對(dui)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)環(huan)(huan)的(de)影響很小(xiao)，就(jiu)可將其影響忽略。

                                                                                                                         本文摘自于中國充電器網