关键词：电源冗余、并联电源、串联电源　　



并联还是串联？　　
    一般情况下，选择一款电源，重要的是选择适合的额定电压与电流以支持系统要求。电源连接一般采用并联方式，可以增强额定功率/电流，同时通过冗余功能提升系统稳定性。针对系统特殊要求，也可以采用串联法连接电源以提供更高输出电压。　　
1. 并联　　
    并联的目的在于增强输出电流。当电源以1+1方式并联，输出电流总量值为单个电源额定值的2倍，电源间可以分担负载（见下文“分担负载”部分）。当不止一个电源并联（N+1），建议外接反极性保护二级管（台达推荐使用DRR-20N或DRR-40N冗余模块）。详见图2。　　
    为达到冗余功效，系统电流要求不应大于单个电源额定值，详见后文“冗余”标题的内容。冗余连接下，一旦某一电源出现故障，系统操作将不受影响。此举有效防止了整个系统停机。　　
负载分担原理　　
    电源可以采用并联方式连接以增强输出电流，详见图1所示。注意，两个电源间的输出电压差不得大于25mV，设定输出电压必须在电流负载之50%或负载电流25%以上时完成，以确保两个电源在同等电流水平下分别设定  

 　　
图1. 负载分担连接原理图 (1+1)　　


图 2. 负载分担连接原理图 (N+1)　　　　ORing Diodes是反极性保护二极管　　
冗余操作原理　　
为实现冗余操作，电源必须接反极性保护二极管。两个电源间的输出电压差一般应保持在输出电压的2%以内，以24V电源为例，输出电压差为0.48V (0.45~0.50V)。一旦其中一个电源发生故障，另一个将承担起整个系统的负载。选择电源时，应确保能够承担系统负载（电源额定电流不得低于系统电流要求）。参见图3连接原理图。　　


图 3. 冗余连接原理图　　

备注：　　
反极性保护二极管的选择标准至少包含以下几项：　　
- 额定电流达到输出负载电流的4倍　　
- 额定反向电压达到电源输出电压的2倍　　
- 反极性保护二极管带有散热器　　
台达冗余模块提升系统操作稳定性　　
台达冗余模块DRR-20N及DRR-40N使用Schottky二极管，将导通损失降至很低，同时使用无源触点提供外部信号，任一电源发生故障时都会发出警示。　　
台达建议使用DRR-20N或DRR-40N用于分担负载及冗余操作。产品详情参见DRR-20N及DRR-40N.　　
DRR 模块并联步骤（冗余操作及分担负载）　　
使用DRR-20N或DRR-40N模块务必遵循如下步骤。　　
第1步：测量并设定输出电压　　
o用于冗余操作：　　
测量PSU 1及PSU 2两个电源的输出电压（VO），如果设定PSU 1为主机，那么其输出电压必须高于PSU 2之输出电压 (24V电源电压差为0.45~0.50V，48V电源电压差为0.90~1.00V)。为正确设置输出电压，首先将每个电源单独连接至额定电流负载之50%、介于85-264Vac 输入电压之间进行调校。　　
o用于分担负载：　　
分别测量PSU 1及PSU 2之输出电压，两个电源间的VO差必须低于25mV。为正确设置输出电压，首先将每个电源单独连接至额定电流负载之50%、介于85-264Vac输入电压之间进行调校。　　
第2步：将电源机组连接至DRR模块　　
将电源PSU 1及PSU 2连接至DRR模块之Vin 1及Vin 2端，参见图4。　　
第3步：将系统负载连接至Vout　　
将系统负载连接至Vout。注意，DRR模块的输出电压Vout=VO（电源之输出电压）–Vdrop*（DRR模块降压）。　　
视电流负载及周边环境温度，Vdrop有所变化，数值介于0.60V至0.90V之间（通常情况下为0.65V）。　　
DRR模块中的信号GND端用于连接模块内置LED及DC OK信号端。不需要将两个电源的输出GND端连接至信号端。  


图 4. DRR 模块连接原理图　　

2. 串联　　
电源可以串联，以增加输出电压，如图5所示。注意，只能使用来自同一产品系列、同等额定输出电流的电源。　　
选择电源时还需注意，电流负载不得超过低额定输出电流。原则上，串联电源数量不限，但系统设计师必须留意，输出电压> 60Vdc即超出SELV规定，容易引发危险。任何情况下，总电压都不得超过150Vdc。当总电压超出SELV限定的60Vdc，必须安装输出端防触碰保护装置，此外，电源输出端 (-V2 DC回路) 必须接地，参见图5。　　
每个电源的输出端外，必须安装一个反极性保护二极管，目的在于防止发生诸如短路等系统故障时， -V电压连接到其他电 源。发生短路情况下，-V1 &+V1将连接至+V2 &-V2，意味着2个电源输出会以相反极性连接，从而损害电源。安装压反极性保护二极管后，每个电源输出的电压将限定在一个二极管降压之内，约为0.7V到1.0V。建议提供2倍于串联输出电压额定值，以为二极管预留充足降额空间。 举例说明：将两个24V 电源串联，总电压为48V。发生短路时，有鉴于通过反极性保护二极管的电流很高，二极管的反向额定电压至少应为2×48=96V。　　


图 5. 串联操作原理图　　
当两个电源串联后，会出现一种可能，开机时间及上升时间短的电源会首先开机，这一现象称为“随机开机”。如图6　　
所示，2个串联电源输出电压的复合波形导致了开机的先后顺序。　　


图 6. 随机开机波形　　
电源并联或串联时，EMI、浪涌电流、漏电流、PARD 纹波电压，以及开机时间等参数都将不同于单独电源状态下，系统设计师必须整体考虑这些参数变化。