【導(dǎo)讀】工業(yè)節(jié)制系統(tǒng)的不竭大型化、復(fù)雜化及分析化，對(duì)于節(jié)制系統(tǒng)的能源的供給者工業(yè)導(dǎo)軌式開關(guān)電源的要求也越來(lái)越高了，其集中體此刻若何供給大功率的開關(guān)電源和若何提高導(dǎo)軌式開關(guān)電源的利用的靠得住性，為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，導(dǎo)軌式開關(guān)電源的并聯(lián)手藝和冗余功能獲得了很大的成長(zhǎng)。
市場(chǎng)上也呈現(xiàn)了不少具有并聯(lián)和冗余功能的導(dǎo)軌式開關(guān)電源?？墒窃诔霎a(chǎn)實(shí)踐中若何準(zhǔn)確地利用和選擇導(dǎo)軌式開關(guān)電源來(lái)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)和冗余的功能，仍具有不少問(wèn)題。好比說(shuō)：若何能實(shí)現(xiàn)100%的冗余功能，分歧功率的電源在并聯(lián)時(shí)會(huì)發(fā)生什么樣的問(wèn)題，電源內(nèi)部的調(diào)理機(jī)能對(duì)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的電源發(fā)生的影響，并聯(lián)電源安裝及陳列對(duì)電源利用壽命的影響，以及采用分歧電源啟動(dòng)時(shí)間對(duì)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)可能帶來(lái)的后果等。本文將對(duì)實(shí)踐中利用導(dǎo)軌式開關(guān)電源并聯(lián)和冗余手藝的問(wèn)題作些切磋。
1、輸出電壓毗連方式對(duì)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)電源的影響
因?yàn)樵陔娫丛O(shè)想中，輸出接線端子一般都按單個(gè)電源的最大容量來(lái)計(jì)較和選定的，因而電源并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各電源的輸出端電壓不克不及間接地毗連，如許毗連的終端會(huì)呈現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。PULS電源采用了二個(gè)輸出端子，如圖1所示。從電源單位到負(fù)載的毗連線應(yīng)利用不異長(zhǎng)度和橫截面的導(dǎo)線。同時(shí)輸出電壓必需毗連在一個(gè)公共的接線端上。如許每個(gè)電源不會(huì)在傳輸導(dǎo)線上發(fā)生分歧的電壓降，避免輸出回電流的發(fā)生。
采用被動(dòng)式均流手藝的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各個(gè)并聯(lián)電源的輸出電壓值必需完全分歧，為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，很多可并聯(lián)的開關(guān)電源輸出電壓是可調(diào)的，如PULS電源的輸出為24～28V可調(diào)。如許在所有并聯(lián)的電源接上負(fù)載以前，各個(gè)開關(guān)電源的輸出電壓就可調(diào)整到分歧的電壓值。2、分歧的開關(guān)電源啟動(dòng)特征對(duì)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)電源的影響
分歧的電源的啟動(dòng)特征對(duì)電源并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的一般與否將會(huì)發(fā)生很大的影響，因?yàn)殚_關(guān)電源在上電后大約需要0.3～1.5s的時(shí)間才能使輸出電壓不變。而采用啟動(dòng)時(shí)間的不同較大的開關(guān)電源時(shí)，往往會(huì)給并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)電的一般啟動(dòng)帶來(lái)很大的麻煩。若是兩個(gè)開關(guān)電源并聯(lián)工作，此中一個(gè)電源啟動(dòng)時(shí)間比力短，只需0.3s，其電壓很快就不變下來(lái)，頓時(shí)承擔(dān)負(fù)載的電流;而在第一電源輸出電壓已不變的環(huán)境下另一個(gè)并聯(lián)開關(guān)電源仍處于啟動(dòng)形態(tài)，不克不及一般工作，這時(shí)第一個(gè)電源必需承擔(dān)全數(shù)的負(fù)載電流，從而進(jìn)入過(guò)負(fù)載形態(tài)，電源平安安裝起感化，關(guān)斷輸出電壓;恰在此時(shí)，另一個(gè)開關(guān)電源進(jìn)入不變形態(tài)，輸出電壓承受負(fù)載電流，此時(shí)第一個(gè)電源由于輸出電壓已關(guān)斷，第二個(gè)開關(guān)電源必需承受所有的負(fù)載，則又進(jìn)入過(guò)負(fù)載形態(tài)，惹起第二個(gè)開關(guān)電源關(guān)斷。在電設(shè)想時(shí)若是沒(méi)有充實(shí)考慮到安全辦法的話，往往會(huì)將電源燒壞或者常常要啟動(dòng)多次才會(huì)進(jìn)行一般工作的形態(tài)。因而電源在并聯(lián)工作時(shí)必需考慮到開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間。
一般的經(jīng)驗(yàn)是開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間必需小于20%的電源過(guò)負(fù)載的時(shí)間，如許才能在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靠得住啟動(dòng)，同時(shí)可并聯(lián)的開關(guān)電源不要采用Hiccup輸出負(fù)載特征，如許會(huì)給電源的診斷帶來(lái)堅(jiān)苦。PULS電源集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱PULS公司)的新一代產(chǎn)物DIMENSION充實(shí)考慮了電源并聯(lián)工作時(shí)特點(diǎn)，加大了電源的過(guò)負(fù)載能力，其POWEROVERLOAD具有可維持4秒鐘的150%過(guò)負(fù)載能力。如許，PULS電源并聯(lián)工作是就不必考慮電源的啟動(dòng)時(shí)間的影響，大大便利了利用者和設(shè)想者。
2、突變輸出負(fù)載對(duì)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)軌式開關(guān)電源的影響
在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源中為了給它的節(jié)制電供電，須供給一個(gè)輔助電壓，這在啟動(dòng)時(shí)通過(guò)采用一個(gè)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)(這也就是為什么電源啟動(dòng)時(shí)有延遲時(shí)間的緣由)。當(dāng)電源的功率部門一般工作后，其節(jié)制電由本身的電源供電，當(dāng)兩個(gè)電源并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若是一起頭帶的負(fù)載很少，那么此中一個(gè)電源的功率部門根基關(guān)斷(這不只對(duì)被動(dòng)式或自動(dòng)式均流方式都是一樣的)。這時(shí)這個(gè)電源的內(nèi)部的輔助電源也關(guān)斷了，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，這個(gè)電源必需像啟動(dòng)形態(tài)一樣，慢慢地從頭成立起來(lái)，這要顛末一個(gè)延遲(大約0.5s)才能使電源功率部門一般工作，在這延遲時(shí)間內(nèi)，只要一個(gè)電源進(jìn)行工作，并且處于負(fù)載電流的極限形態(tài)，這時(shí)往往會(huì)惹起過(guò)載動(dòng)作，堵截輸出的電壓。因而并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的電源必需在電源空載的環(huán)境下，內(nèi)部輔助電源照舊工作，如許，當(dāng)呈現(xiàn)突變負(fù)載時(shí)所有電源能及時(shí)地分管負(fù)載。
在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的電源該當(dāng)具有承受較高外來(lái)電壓的能力，否則的話，一個(gè)較高的外來(lái)電壓將會(huì)損壞并聯(lián)電源。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，須考慮串接一個(gè)隔離二極管。PULS公司的DIMENSION充實(shí)考慮了突變輸出負(fù)載的特點(diǎn)，通過(guò)加大了電源的過(guò)負(fù)載能力，來(lái)處理因?yàn)樨?fù)載突變而可能發(fā)生電源霎時(shí)過(guò)負(fù)載的問(wèn)題。如許，PULS電源并聯(lián)工作方式比一般的開關(guān)電源的并聯(lián)來(lái)的愈加靠得住、平安和便利。
3、導(dǎo)軌式開關(guān)電源的簡(jiǎn)單的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)模式
在利用導(dǎo)軌式開關(guān)電源時(shí)，為了供給跨越單個(gè)電源所能達(dá)到的輸出最大功率，能夠通過(guò)電源并聯(lián)的方式來(lái)添加輸出的電流量。簡(jiǎn)單的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)模式是要求二個(gè)或多個(gè)電源間接并聯(lián)，而不發(fā)生任何損壞的現(xiàn)象，其主要的一點(diǎn)就是電源對(duì)輸出功率的承受力，所謂的簡(jiǎn)單并聯(lián)并不考慮電流的均流問(wèn)題，而是考慮在啟動(dòng)時(shí)或負(fù)載變化時(shí)的并聯(lián)電源可能發(fā)生的問(wèn)題。人們將兩個(gè)電源簡(jiǎn)單地并聯(lián)起來(lái)，并將它的輸出電源調(diào)整到盡可能分歧，如許在工作實(shí)踐中往往會(huì)呈現(xiàn)這種現(xiàn)象：電源1起首承擔(dān)全數(shù)負(fù)載，不斷到它的電流極限，然后電源2承受余下的電流，若是如許并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)作為冗余功能利用，同時(shí)采用分歧的輸入源的工作的話，那么這種體例是受接待的，由于它能夠?qū)斎朐磯勖鸬⒄`感化(如電池等)。
若是如許并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)作為提高輸出總功率，即加大電流量的環(huán)境下，這種不均流的工作體例將帶來(lái)不良的后果，由于如許一個(gè)電源不斷工作在滿負(fù)載的形態(tài)下，其電源的壽命大大削減，并聯(lián)電源的靠得住性大大降低，這個(gè)電源往往也會(huì)過(guò)早地?fù)p壞。所以一般并聯(lián)電源必需合理地分派電流，這里有兩種實(shí)現(xiàn)的方式。
被動(dòng)式平衡電流的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)模式特點(diǎn)是：當(dāng)輸出電流增大時(shí)，其輸出電壓會(huì)微量的削減，其輸出電壓是所謂的軟特征：輸出電壓跟著輸出電流的添加而稍微下降。其電源在空載到滿負(fù)載之間的輸出電壓的波動(dòng)大約為4%～5%額定電壓即1V擺布。如許當(dāng)二個(gè)電源并聯(lián)時(shí)，因?yàn)榉制绲碾娏髫?fù)載發(fā)生了分歧的輸出電壓，一個(gè)是有稍高輸出的電壓的電源起首承受負(fù)載電流，跟著電流量的添加，這個(gè)電源輸出電壓略降，低于另一個(gè)電源的輸出電壓，如許另一電源承受負(fù)載電流，通過(guò)如許階梯式交替的方式達(dá)到平衡電流的感化。平衡電流的均衡程度若何，取決于所有并聯(lián)電源的輸出電壓的初始調(diào)理和設(shè)置值。必需指出，這個(gè)方式的實(shí)現(xiàn)其輸出電源必需采用一個(gè)配合的接線端。
一般來(lái)講，在大大都使用場(chǎng)所中，具有輸出電壓的軟特征下降曲線的開關(guān)電源根基上能滿足并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的均流的要求。PULS電源SL強(qiáng)力型系列采用了這種被動(dòng)式的并聯(lián)工作體例，為了便利用戶的利用，PULS電源具有輸出電壓特征的選擇開關(guān)，即單個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)或并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的選擇開關(guān)。開關(guān)打開“S”形態(tài)時(shí)，這時(shí)輸出電壓特征是硬特征，輸出電壓的大小與輸出的電流無(wú)關(guān)。當(dāng)打開“P”形態(tài)時(shí)，即為并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，電源輸出電壓特征軟特征。開關(guān)電源的輸出電壓值隨輸出電流添加而削減，以達(dá)到平衡電流的目標(biāo)。如許PULS電源給并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)或單個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)供給了一個(gè)經(jīng)濟(jì)而又靠得住的性價(jià)比高的導(dǎo)軌式開關(guān)式電源。
4、采用自動(dòng)式平衡電流的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)模式
自動(dòng)式平衡電流的并聯(lián)模式必需采用一根附加的均流線，這根均流線作為反饋信號(hào)傳送到電源的
節(jié)制器來(lái)調(diào)理每個(gè)電源在所有的前提下供給不異的輸出電流，這時(shí)，電源電壓輸出的軟特征是不需要的，輸出電壓在任何場(chǎng)所下不受電流大小的影響，所以與被動(dòng)式平衡電流比擬，其輸出電壓精度高，同時(shí)與輸出電的類型無(wú)關(guān);可是對(duì)于開辟和安裝來(lái)說(shuō)，費(fèi)用較高，由于在電源內(nèi)部需要一個(gè)切確度較高的電流測(cè)試線和一個(gè)附加的電流調(diào)理器，同時(shí)也多一個(gè)接線端口。PULS電源的SL40.301三相24/40A的電源采用這種手藝，所有的電源顛末均流線和地線相毗連。5導(dǎo)軌式開關(guān)電源的冗余運(yùn)轉(zhuǎn)模式
為了提高供電電源的靠得住性，在很多工業(yè)使用場(chǎng)所都采用冗余電源的方案，這就是說(shuō)在并聯(lián)的電源中至多有一個(gè)電源處于后備形態(tài)。如許當(dāng)并聯(lián)電源中任一電源發(fā)生損壞時(shí)，這個(gè)后備電源主動(dòng)切換到工作形態(tài)，已并聯(lián)電源繼續(xù)供給設(shè)想的總功率，這種冗余方案稱為N+1冗余，為了進(jìn)行更高地提高靠得住性，也可采用N+M的冗余方案，所有M個(gè)電源都處于后備形態(tài)，即便M個(gè)電源發(fā)生毛病時(shí)，并聯(lián)電源仍能一般工作，供給給負(fù)載所需的功率。為了冗余電源運(yùn)轉(zhuǎn)模式的高靠得住性，其電的設(shè)想要考慮的問(wèn)題比一般并聯(lián)電源的方案多得多。好比說(shuō)，必需考慮任何一個(gè)電源不該持久在功率極限或電流極限形態(tài)下工作。如許發(fā)生的熱量會(huì)影響壽命和提高損壞的概率，在最壞的情況下，冗余決不答應(yīng)輸出回的電壓短的現(xiàn)象呈現(xiàn)，這會(huì)惹起負(fù)載回的短，完全不克不及實(shí)現(xiàn)冗余功能。因而為了100%地實(shí)現(xiàn)冗余功能，各個(gè)電源之間必需互相隔離，這一般可采用串接一個(gè)隔離二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，如采用PULS公司出產(chǎn)的SLR01、SLR02隔離二極管模塊。同時(shí)PULS公司還出產(chǎn)將隔離二極管集成在開關(guān)電源的冗余電源，如PULS公司的SLR2、SLR5和SLR10的冗余電源。在實(shí)現(xiàn)冗余工作方案是，必需考慮設(shè)備的檢測(cè)能力，以提高系統(tǒng)工程的平安性。當(dāng)冗余電源中任何一個(gè)電源呈現(xiàn)毛病時(shí)，必必要有一個(gè)顯示信號(hào)，及時(shí)地察看到哪個(gè)電源壞了，以便盡快地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處置。因而冗余電源中，任一電源的工作形態(tài)需有一個(gè)檢測(cè)安裝。
PULS公司的隔離二極管模塊上都有各個(gè)電源的形態(tài)顯示燈，并有一個(gè)與節(jié)制器相毗連的斷電器觸點(diǎn)。能將電源的工作形態(tài)及時(shí)地送入節(jié)制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)。在制定冗余電方案時(shí)，電源的輸入電壓與電網(wǎng)毗連時(shí)，冗余電源的輸入電源應(yīng)毗連在分歧的相線上，如許當(dāng)一個(gè)相線呈現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，毗連在其他相線上的電源仍能繼續(xù)工作，如許大大提高了冗余電源系統(tǒng)的靠得住性。對(duì)于三相電源來(lái)講，開關(guān)電源必需具出缺相工作功能，即三相電源能在兩相形態(tài)下工作，以供給冗余電源的靠得住性。
