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鋰離子電池的發(fā)展趨勢
摘要:介紹了將電源模塊并聯(lián),并構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行供電的好處,講述了幾種傳統(tǒng)的并聯(lián)均流電路,討論了各種方式下的工作過程及優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)均流技術(shù)的發(fā)展做了展望。關(guān)鍵詞:并聯(lián);冗余;均流
1 概述
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種電子裝置對(duì)電源功率的要求越來越高,對(duì)電流的要求也越來越大,但受構(gòu)成電源模塊的半導(dǎo)體功率器件,磁性材料等自身性能的影響,單個(gè)開關(guān)電源模塊的輸出參數(shù)(如電壓、電流、功率)往往不能滿足要求。若采用多個(gè)電源模塊并聯(lián)供電,如圖1所示,就不但可以提供所需電流,而且還可以形成N+m冗余結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可謂一舉兩得。
但是,在電源模塊并聯(lián)運(yùn)行時(shí),由于各個(gè)模塊參數(shù)的分散性,使其輸出的電流不可能完全一樣,導(dǎo)致有些模塊負(fù)荷過重,有些模塊過輕。這將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低,會(huì)給我們的生產(chǎn)和生活帶來嚴(yán)重的后果,而且電源模塊自身的壽命也會(huì)大大縮短。國外有資料表明,電子元器件在工作環(huán)境溫度超過50℃時(shí)的壽命是在常溫(25℃)時(shí)的1/6。因此,使各并聯(lián)電源模塊的輸出電流平均分配,是提高并聯(lián)電源系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)必須解決的問題。
本文從均流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā),介紹幾種傳統(tǒng)的并聯(lián)均流方案,對(duì)于其他均流方案(比如按熱應(yīng)力自動(dòng)均流法),暫不做討論。對(duì)于文中提到的每一種均流方法,都做了詳細(xì)的介紹,并結(jié)合簡單電路圖,講述其工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)[1][2][3][4]。在文章的最后部分,對(duì)并聯(lián)均流的發(fā)展做了簡單的展望。
2 N+m冗余結(jié)構(gòu)的好處
采用N+m冗余結(jié)構(gòu)運(yùn)行,可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
N+m冗余結(jié)構(gòu),是指N+m個(gè)電源模塊一起給系統(tǒng)供電。這里N表示正常工作時(shí)電源模塊的個(gè)數(shù),m表示冗余模塊個(gè)數(shù)。m值越大,系統(tǒng)工作可靠性越高,但是系統(tǒng)成本也會(huì)相應(yīng)增加。
在正常的工作情況下,由N個(gè)模塊供電。當(dāng)其中某個(gè)或者某些模塊發(fā)生故障時(shí),它們就退出供電,而由m個(gè)模塊中的一個(gè)或全部頂替,從而保證整個(gè)系統(tǒng)工作的持續(xù)性及穩(wěn)定性。
以某個(gè)輸出電流為100A的系統(tǒng)為例來說明冗余結(jié)構(gòu)運(yùn)行的好處,這里只討論1+1,2+1,3+1三種工作方式,如圖2所示。各電源模塊的工作情況由Kn的閉合情況決定。
如果采用1+1冗余結(jié)構(gòu),即采用兩個(gè)輸出電流為100A的電源模塊并聯(lián)供電。正常情況下只有一個(gè)模塊工作,當(dāng)它發(fā)生故障,退出工作時(shí),另一個(gè)模塊開始工作,系?仍然能正常運(yùn)行。
如果采用2+1冗余結(jié)構(gòu),即采用3個(gè)
[1] [2] [3]
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