電源模塊前卡3500/15-05-00-00 106M1079-01

常模塊電源并聯(lián)要解決的首要問題就是均流問題。均流以保證模塊間電流應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限狀態(tài)。因為并聯(lián)運行的各模塊特性并不一致，外特性好的可能承擔(dān)更多的電流，甚至過載;而外特性差的運行在輕載，甚至空載。這樣不均勻的電流使得熱應(yīng)力大，降低了可靠性。實驗證明，電子元器件溫升從25度上升到50度時，其壽命僅為25度時的1/6。

隨著模塊電源市場日趨成熟，一些低電壓輸入超大功率的模塊電源越來越受到客戶的青睞，但是在一些低壓大功率場合中，單臺模塊電源是無法滿足負載功率要求的，于是就需要考慮并聯(lián)。利用多臺中/小功率的電源并聯(lián)，不僅可以達到負載功率要求，降低應(yīng)力;而且還可以應(yīng)用冗余技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性。實驗證明，兩臺并聯(lián)系統(tǒng)的故障率遠小于單臺電源的故障率，因此多臺的情況下，系統(tǒng)的可靠性將顯著增強。

因此，對若干個開關(guān)變換器模塊并聯(lián)的電源系統(tǒng)，其要求是：

1）各模塊承受的電流能自動平衡，實現(xiàn)均流

2）為提高系統(tǒng)的可調(diào)性，盡可能不增加外部均流控制的措施，并使均流與冗余技術(shù)結(jié)合

3）當(dāng)輸入電壓和/或負載電流變化時，應(yīng)保持輸出電壓穩(wěn)定，并且均流的瞬態(tài)響應(yīng)好

常見的均流方法有：

1輸出阻抗法（下垂法，電壓調(diào)整率法）

并聯(lián)的各模塊的外特性呈下垂特性，負載越重，輸出電壓越低。在并聯(lián)時，外特性硬（內(nèi)阻小）的模塊輸出電流大;外特性軟的模塊輸出電流小。輸出阻抗法的思路是，設(shè)法將外特性硬（內(nèi)阻小、斜率小）的外特性斜率調(diào)整得接近外特性軟的模塊，使得兩個模塊的電流分配接近均勻。

2、主從設(shè)置法

主從設(shè)置法即是認為選定一個模塊作為主模塊（MasterModule），其余模塊作為從模塊（SlaveModule）。用主模塊的電壓調(diào)節(jié)器來控制其余并聯(lián)模塊的電壓調(diào)整值，所有并聯(lián)模塊內(nèi)部具有電流型內(nèi)環(huán)控制。由于各從模塊電流按同一基準(zhǔn)電流調(diào)制（主模塊的電壓誤差轉(zhuǎn)換成的基準(zhǔn)電流），從而與主模塊電流一致，實現(xiàn)均流。

主從設(shè)置法的主要缺點：

1）主從模塊之間必須有通訊聯(lián)系，使系統(tǒng)復(fù)雜

2）若主模塊失效，整個系統(tǒng)將不能工作，不適用與冗余并聯(lián)系統(tǒng)

3）電壓環(huán)的帶寬大，容易受外界干擾

3、平均電流自動均流法

用均流母線來連接所有電源模塊輸出電流取樣電壓的輸出端，均流母線上的電壓由所有并聯(lián)電源模塊系統(tǒng)取樣電壓，經(jīng)各電源模塊的均流電阻所提供。通俗地說，即是均流母線的電壓為各模塊電流信（以電壓呈現(xiàn)）的平均值，然后各模塊的電流信號（以電壓呈現(xiàn)）再與均流信號比較，得到補償量用來進行控制。

平均電流自動均流法可以均流。但是，當(dāng)連接在母線上的某一個模塊不工作時，將導(dǎo)致母線平均值降低，電壓下調(diào)，到達下線時出現(xiàn)故障。

4、最大電流法自動均流

又稱“民主均流法"，該法與主從設(shè)置法相似，區(qū)別在于主模塊是不固定的，系統(tǒng)中電流最大的模塊自動作為主模塊工作。

5、熱應(yīng)力自動均流法

該法按每個模塊的電流和溫度（即熱應(yīng)力）自動均流。系統(tǒng)中仍以各模塊電流平均值得到均流母線作為比較參考，各模塊的電流信號再與均流母線作比較得到誤差，進而補償控制。（目前不太明白與前面的平均電流法的區(qū)別）

6、外加均流控制器

應(yīng)用此法時，每個模塊的控制電路中都需要加一個特殊的均流控制器，用以檢測并聯(lián)各模塊電流不均衡情況，調(diào)整控制信號，從而實現(xiàn)均流。但是均流控制器的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，若設(shè)計不正確，可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定。

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開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面：

1）輸入信號的類型及電壓等級

開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。

　　開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。話？Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場合，如5Ｖ輸入模塊最遠不得超過１０米。距離較遠的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的模塊。

　　2）輸入接線方式

　　開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式，

　　匯點式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點共用一個公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，一般選用匯點式的。

　　3）注意同時接通的輸入點數(shù)量

　　對于選用高密度的輸入模塊（如32點、48點等），應(yīng)考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的60％。

　　4）輸入門檻電平

　　為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠

開關(guān)量輸出模塊的選擇

　　開關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)外信號的電氣隔離。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面：

　　1）輸出方式

　　開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。

　　繼電器輸出的價格便宜，既可以用于驅(qū)動交流負載，又可用于直流負載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢（驅(qū)動感性負載時，觸點動作頻率不得超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場合。

　　對于頻繁通斷的負載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載，而晶體管輸出只能用于直流負載。

　　2）輸出接線方式

　　開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式，

　　分組式輸出是幾個輸出點為一組，一組有一個公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個輸出點就有一個公共端，各輸出點之間相互隔離。選擇時主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。

　　3）驅(qū)動能力

　　開關(guān)量輸出模塊的輸出電流（驅(qū)動能力）必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。

　　4）注意同時接通的輸出點數(shù)量

　　選擇開關(guān)量輸出模塊時，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。同時接通輸出設(shè)備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個220V／2A的８點輸出模塊，每個輸出點可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是16A（8×2A），通常要比此值小得多。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的60％。

　　5）輸出的最大電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)

　　開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。