為適應大容量和模塊化充電電源發(fā)展的需求，提出一種基于串并混聯(lián)結構的充電電源，它由4個(gè)改進(jìn)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段式充電方法，控制器則采用電流環(huán)和電壓環(huán)并聯(lián)切換的結構，同時(shí)引入一種外環(huán)控制加平均電流的功率均分策略，并根據頻域分析法設計了均流和均壓控制器。最后，設計了一套2并2串的實(shí)驗樣機。實(shí)驗結果表明，采用該充電電路拓撲和控制策略，輸出電流和電壓的不均衡度均小于5％，很好地驗證了分析及設計的正確性。

1引言
開(kāi)關(guān)電源系統采用串并混聯(lián)結構，具有可靠性高，冗余配置，模塊特性好等特點(diǎn)，便于系統管理和維護。但混聯(lián)結構的電源模塊之間需采取均流、均壓措施，以保證輸出電流和電壓在各模塊之間均衡分配。均流技術(shù)分為下垂法和有源均流法，有無(wú)均流母線(xiàn)是兩者的根本區別下垂法僅適合小功率應用。而有源均流策略實(shí)際上包含控制方法和均流母線(xiàn)的形成方法�？刂品椒ㄓ型猸h(huán)控制（OLR）、內環(huán)控制和雙環(huán)控制；均流母線(xiàn)的形成方法包括平均電流（BAP）法和主從（MS）法。其中MS法包括指定主模塊法和自動(dòng)選主法。在此設計的充電電源系統采用改進(jìn)的移相全橋變換器及OLR+BAP法的功率均分策略，有效解決了電源模塊的功率均分問(wèn)題。

2串并混聯(lián)式充電電源拓撲
介紹四模塊串并混聯(lián)結構框圖如圖1所示。先將模塊1～4分別串聯(lián)，然后再將兩串支路并聯(lián)組成四模塊的混聯(lián)結構。

單模塊電路如圖2所示，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(gè)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(huán)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(shí)，R兩端電壓Uab=0，則Uc=0，實(shí)現均流。當有均流誤差時(shí)，U1≠Ub.Uab≠0，則均流調節器輸出Uc≠0，其通過(guò)控制電壓誤差放大器控制功率級的輸出電流，最終實(shí)現均流。

3.2控制器的設計
主電路參數為：輸入電壓Uin=520 V，輸出電壓Uo=80 V，變壓器初、次級匝比n=7：7：24，諧振電感Lr=20μH，輸出濾波電感Lf=100μH輸出濾波電容G=30μF，開(kāi)關(guān)頻率fs=50 kHz，電壓采樣系數Fv=0.037 5，電流采樣系數Fi=0.087 5. 3.2.1電壓環(huán)的設計在設計電壓環(huán)時(shí)，不考慮均流環(huán)對電壓環(huán)的影響，只要均流環(huán)的截止頻率遠離電壓環(huán)的截止頻率，均流環(huán)對電壓環(huán)的影響很小，就可將其影響忽略。電壓閉環(huán)控制框圖如圖4所示。 

移相全橋電路占空比對輸出電壓傳遞函數：

圖5為電壓環(huán)校正前后波特圖。系統開(kāi)環(huán)傳遞函數波特圖如圖5虛線(xiàn)所示，可知系統存在很大穩態(tài)誤差，需引入補償網(wǎng)絡(luò )，在此選擇PI控制器。