電源模塊前卡3500/15-05-00-00 106M1079-01

常模塊電源并聯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力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限狀態。因為并聯運行的各模塊特性并不一致，外特性好的可能承擔更多的電流，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。利用多臺中/小功率的電源并聯，不僅可以達到負載功率要求，降低應力;而且還可以應用冗余技術，提高系統的可靠性。實驗證明，兩臺并聯系統的故障率遠小于單臺電源的故障率，因此多臺的情況下，系統的可靠性將顯著增強。

因此，對若干個開關變換器模塊并聯的電源系統，其要求是：

1）各模塊承受的電流能自動平衡，實現均流

2）為提高系統的可調性，盡可能不增加外部均流控制的措施，并使均流與冗余技術結合

3）當輸入電壓和/或負載電流變化時，應保持輸出電壓穩定，并且均流的瞬態響應好

常見的均流方法有：

1輸出阻抗法（下垂法，電壓調整率法）

并聯的各模塊的外特性呈下垂特性，負載越重，輸出電壓越低。在并聯時，外特性硬（內阻小）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，設法將外特性硬（內阻小、斜率小）的外特性斜率調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、主從設置法

主從設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）。用主模塊的電壓調節器來控制其余并聯模塊的電壓調整值，所有并聯模塊內部具有電流型內環控制。由于各從模塊電流按同一基準電流調制（主模塊的電壓誤差轉換成的基準電流），從而與主模塊電流一致，實現均流。

主從設置法的主要缺點：

1）主從模塊之間必須有通訊聯系，使系統復雜

2）若主模塊失效，整個系統將不能工作，不適用與冗余并聯系統

3）電壓環的帶寬大，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電源模塊系統取樣電壓，經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）的平均值，然后各模塊的電流信號（以電壓呈現）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，當連接在母線上的某一個模塊不工作時，將導致母線平均值降低，電壓下調，到達下線時出現故障。

4、最大電流法自動均流

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

5、熱應力自動均流法

該法按每個模塊的電流和溫度（即熱應力）自動均流。系統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別）

6、外加均流控制器

應用此法時，每個模塊的控制電路中都需要加一個特殊的均流控制器，用以檢測并聯各模塊電流不均衡情況，調整控制信號，從而實現均流。但是均流控制器的引入增加了系統的復雜性，若設計不正確，可能使系統不穩定。

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開關量輸入模塊是用來接收現場輸入設備的開關信號，將信號轉換為PLC內部接受的低電壓信號，并實現PLC內、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：

1）輸入信號的類型及電壓等級

開關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。選擇時主要根據現場輸入信號和周圍環境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入設備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環境下使用。

　　開關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。選擇時主要根據現場輸入設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。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。

　　2）輸入接線方式

　　開關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量

　　對于選用高密度的輸入模塊（如32點、48點等），應考慮該模塊同時接通的點數一般不要超過輸入點數的60％。

　　4）輸入門檻電平

　　為了提高系統的可靠性，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

開關量輸出模塊的選擇

　　開關量輸出模塊是將PLC內部低電壓信號轉換成驅動外部輸出設備的開關信號，并實現PLC內外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：

　　1）輸出方式

　　開關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，可分別用于驅動不同電源的外部輸出設備；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PLC輸出設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）驅動能力

　　開關量輸出模塊的輸出電流（驅動能力）必須大于PLC外接輸出設備的額定電流。用戶應根據實際輸出設備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設備的電流較大，輸出模塊無法直接驅動，可增加中間放大環節。

　　4）注意同時接通的輸出點數量

　　選擇開關量輸出模塊時，還應考慮能同時接通的輸出點數量。同時接通輸出設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，同時接通的點數不要超出同一公共端輸出點數的60％。

　　5）輸出的最大電流與負載類型、環境溫度等因素有關

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