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[摘要]：本文介绍了
并联电源可以有效抑制系统失控的速度，但最终不能自动解决失控问题。并联电池最大的意义在于，为维护人员对失控和失压事故的事故处理赢得充分的时间，以保证在维护人员的干预下，真正做到系统的不间断运行。
关键词：串联 并联 电源 模块
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01
1、既述
似乎不少人简单地认为：串联不可靠而并联可靠。实际上串联和并联只是电路的两种拓扑结构，不存在谁好谁不好或谁可靠谁不可靠的问题，就看是对什么问题而言了。串联和并联在电路中是对偶关系，其特性也是对偶关系，例如：
串联电阻相加是总电阻 并联电导相加是总电导
串联电感相加是总电感 并联电容相加是总电容
串联怕开路 并联怕短路
相同的电流源串联不怕短路 相同的电压源并联不怕开路
同样道理，并联结构的电源系统也并不是象一般人想象的那样，不存在可靠性的问题，而是还要看设计者怎么设计和把握了。
我们研究系统的可靠性，就是要研究怎样使用普通的模块和器材，来构建一个可以长期不间断运行的系统。因此就要找出所有“有可能使系统中断”的故障模式。对此我们首先就要认识到系统中的任何单元都不可靠，而且任何模式的不可靠都可能发生。
一般的电源都是单象限工作，只能输出电流而不能吸入电流，即具有单向输出特性，因此从电源的输出端看进去，其等效电路是：一个电压源和一个二极管串联。
因此一般情况下，电源模块直接并联是可以工作的，现在我们就要分析，在这种模式下，电源模块会存在那些不可靠的情况，以及对此我们可以采取哪些措施？
至于不可靠的情况，大家很容易想到，开路和失压（电源不工作），顺着这个线索，朝相反的方向寻找，就不难找出：短路和失控（过压），下面我们就针对这四以上情况
开路，对于开路，其对策与失压的情况是一样的，就是备份，具体分析见失压部分。
短路，在电源中这种情况是存在的，在开关电源中输出整流二极管一旦被击穿，就會出现这中情况。如果不采取适当的隔离措施，就会拖跨母线，造成系统失压。隔离措施采用的部件我们称隔离部件。
隔离部件一般有：二极管、空气开关、熔断器，下面分别分析。
隔离部件采用二极管，这样电源短路的时候，就不影响母线了。但这样做的缺点是：1二极管有导通压降，有功耗产生，大电流时不合适。2二极管也存在击穿短路的问题，因而不能彻底解决短路问题。
隔离部件采用空气开关，可以解决功耗的问题，在短路时依靠系统电流使空气开关跳开；同时空气开关的保护速度要快（与熔断器相比）；这样做的条件是，剩余的电流容量应足以使空气开关跳开，因此并联的模块单元至少要3个以上（如果仅剩下1个单元是不可能使空气开关跳开的）。這样做的缺点是在空气开关有故障时，有可能跳不开。
最安全的措施是在电源模块输出端串联熔断器，因为熔断器失效无非也是开路，只要电流足够，肯定能够烧断它。并联的模块数目当然也是至少要在3个以上。
如果要想在出现短路后空气开关或熔断器断开之前，保证并联母线不失压，则需要系统容量足够大，模块输出回路有一定的阻抗（相当于高阻配电），以满足“短路电流+负载电流”不大于系统剩余的电流容量，这样就可以保证在整个短路故障过程中，母线电压始终在规定的范围内。这就是所谓的“小单元大系统”，它可以轻松解决模块短路问题。
并联一定容量的电池可以轻松解决短路问题，短路时的冲击电流由电池来提供，在整个短路过程中，负载的运行也可以不受影响。条件当然是：出现短路时，电池没问题。
失压，对于失压，对策很简单，就是备份。如果要在同时出现N个模块失压的情况下，系统仍然可以正常运行，则备份N个模块即可。
失控，在电路理论上，失控（过压）和失压是对偶关系，出现的概率是对等的，但是它的危害却严重得多，不但会造成设备无法工作，还有可能会损坏设备。因此应仔细分析它。
单元模块的备份可以有效地解决失压问题，但是不能解决失控问题，假如一个模块的电流容量超过负载电流，则任何一个模块失控就等于系统失控，备份得越多，系统失控的概率不但不会减少，反而会成倍增加。如下式所示：
（当P0很小时）
以上公式中，P为系统中至少有一个失控的概率，P0为单个模块失控的概率，N为系统并联的模块数量。
增设失控保护，可以有效解决失控对设备的危害，但也同时增加系统崩溃的危险，因为很难避免全部一起保护的情况。
首先失控保护速度的确定就是一个左右矛盾的事情，保护太快，设备会很安全，但是系统就很脆弱，一有风吹草动，就会因失控保护引起全部关机。保护速度太慢，设备就有危险，系统会安全一些，但同样会有跨掉的危险。
有人可能会认为，保护点不可能完全一样，怎么会一起保护呢？其实很简单，只要是保护点最高的那个模块失控，就会引起其它模块全部保护关机，而自己是最后一个保护关机。
保护点高低的确定也存在同样的矛盾，低一点，对设备来说安全性高，但容易误动作，引起系统不稳定；高一点，误动作少了，但负载设备危险了。并且，不管保护点的高与低，大家一起保护关机的风险仍然存在。
比较可靠和保险的措施是，单元模块的电流容量不要太大，至少不能高于负载的容量，一个单元模块就根本“兴不起风”，“作不起浪”。在生活中，也是这个道理，一个人有能力是一件好事，条件是不能乱来，如果乱来，能力大，对大家来说，肯定不是一件好事。
如果要防止几个模块一起失控（几个人一起乱来？不是没有可能！），则就必须要求几个模块加在一起的容量不能超过负载的最小容量（躺着都能对付几个小毛贼，站起来就更不怕了）。这样的系统才算安全，还是那句话：小单元大系统。
并联电池可以有效抑制系统失控的速度，但最终不能自动解决失控问题。并联电池最大的意义在于，为维护人员对失控和失压事故的事故处理赢得充分的时间，以保证在维护人员的干预下，真正做到系统的不间断运行。
上面分析了，单元模块可能出现的各种故障。那么存不存在单元本身没有问题，而是因为别的模块故障引发了本模块的失压、失控、或关机呢？答案是肯定的。要解决这类不可靠的情况，就要牺牲某些性能（有可能是你比较喜欢的，如：自动均流、集中监控、电池电流稳定控制、。。。），彻底消除模块之间的控制耦合，或者说不能有控制总线。这个道理大家早就清楚了，鱼和熊掌是不可兼得的。如果实在割舍不下这些控制功能，则必须考虑采取总线隔离措施。
经过以上的分析，对于并联电源系统的可靠性方面，我们可以得出下面的结论：
1. 要保证N个单元模块同时失压或开路时，系统仍然可以正常运行，则必须备份N个以上单元模块。
2. 要保证N个单元模块同时失控时，系统仍然可以正常运行，则必须保证N个以上单元模块容量之和小于系统最小时的电流容量
3. 要保证N个单元模块同时出现短路情况，系统仍然可以正常运行，则必须保证：
系统剩余的电流可以使每个单元模块的隔离部件可靠动作、彻底隔离。
系统剩余单元模块的电流容量，不能小于所有的短路电流和负载的工作电流之和。
4. 模块之间不能有控制总线，如果有，就必须采取总线隔离措施。
参考文献：
[1]SDH技术与设备 人民邮电出版社，2006年
[2]数据通信 人民邮电出版社，2005年
并联电源可以有效抑制系统失控的速度，但最终不能自动解决失控问题。并联电池最大的意义在于，为维护人员对失控和失压事故的事故处理赢得充分的时间，以保证在维护人员的干预下，真正做到系统的不间断运行。
关键词：串联 并联 电源 模块
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01
1、既述
似乎不少人简单地认为：串联不可靠而并联可靠。实际上串联和并联只是电路的两种拓扑结构，不存在谁好谁不好或谁可靠谁不可靠的问题，就看是对什么问题而言了。串联和并联在电路中是对偶关系，其特性也是对偶关系，例如：
串联电阻相加是总电阻 并联电导相加是总电导
串联电感相加是总电感 并联电容相加是总电容
串联怕开路 并联怕短路
相同的电流源串联不怕短路 相同的电压源并联不怕开路
同样道理，并联结构的电源系统也并不是象一般人想象的那样，不存在可靠性的问题，而是还要看设计者怎么设计和把握了。
我们研究系统的可靠性，就是要研究怎样使用普通的模块和器材，来构建一个可以长期不间断运行的系统。因此就要找出所有“有可能使系统中断”的故障模式。对此我们首先就要认识到系统中的任何单元都不可靠，而且任何模式的不可靠都可能发生。
一般的电源都是单象限工作，只能输出电流而不能吸入电流，即具有单向输出特性，因此从电源的输出端看进去，其等效电路是：一个电压源和一个二极管串联。
因此一般情况下，电源模块直接并联是可以工作的，现在我们就要分析，在这种模式下，电源模块会存在那些不可靠的情况，以及对此我们可以采取哪些措施？
至于不可靠的情况，大家很容易想到，开路和失压（电源不工作），顺着这个线索，朝相反的方向寻找，就不难找出：短路和失控（过压），下面我们就针对这四以上情况
开路，对于开路，其对策与失压的情况是一样的，就是备份，具体分析见失压部分。
短路，在电源中这种情况是存在的，在开关电源中输出整流二极管一旦被击穿，就會出现这中情况。如果不采取适当的隔离措施，就会拖跨母线，造成系统失压。隔离措施采用的部件我们称隔离部件。
隔离部件一般有：二极管、空气开关、熔断器，下面分别分析。
隔离部件采用二极管，这样电源短路的时候，就不影响母线了。但这样做的缺点是：1二极管有导通压降，有功耗产生，大电流时不合适。2二极管也存在击穿短路的问题，因而不能彻底解决短路问题。
隔离部件采用空气开关，可以解决功耗的问题，在短路时依靠系统电流使空气开关跳开；同时空气开关的保护速度要快（与熔断器相比）；这样做的条件是，剩余的电流容量应足以使空气开关跳开，因此并联的模块单元至少要3个以上（如果仅剩下1个单元是不可能使空气开关跳开的）。這样做的缺点是在空气开关有故障时，有可能跳不开。
最安全的措施是在电源模块输出端串联熔断器，因为熔断器失效无非也是开路，只要电流足够，肯定能够烧断它。并联的模块数目当然也是至少要在3个以上。
如果要想在出现短路后空气开关或熔断器断开之前，保证并联母线不失压，则需要系统容量足够大，模块输出回路有一定的阻抗（相当于高阻配电），以满足“短路电流+负载电流”不大于系统剩余的电流容量，这样就可以保证在整个短路故障过程中，母线电压始终在规定的范围内。这就是所谓的“小单元大系统”，它可以轻松解决模块短路问题。
并联一定容量的电池可以轻松解决短路问题，短路时的冲击电流由电池来提供，在整个短路过程中，负载的运行也可以不受影响。条件当然是：出现短路时，电池没问题。
失压，对于失压，对策很简单，就是备份。如果要在同时出现N个模块失压的情况下，系统仍然可以正常运行，则备份N个模块即可。
失控，在电路理论上，失控（过压）和失压是对偶关系，出现的概率是对等的，但是它的危害却严重得多，不但会造成设备无法工作，还有可能会损坏设备。因此应仔细分析它。
单元模块的备份可以有效地解决失压问题，但是不能解决失控问题，假如一个模块的电流容量超过负载电流，则任何一个模块失控就等于系统失控，备份得越多，系统失控的概率不但不会减少，反而会成倍增加。如下式所示：
（当P0很小时）
以上公式中，P为系统中至少有一个失控的概率，P0为单个模块失控的概率，N为系统并联的模块数量。
增设失控保护，可以有效解决失控对设备的危害，但也同时增加系统崩溃的危险，因为很难避免全部一起保护的情况。
首先失控保护速度的确定就是一个左右矛盾的事情，保护太快，设备会很安全，但是系统就很脆弱，一有风吹草动，就会因失控保护引起全部关机。保护速度太慢，设备就有危险，系统会安全一些，但同样会有跨掉的危险。
有人可能会认为，保护点不可能完全一样，怎么会一起保护呢？其实很简单，只要是保护点最高的那个模块失控，就会引起其它模块全部保护关机，而自己是最后一个保护关机。
保护点高低的确定也存在同样的矛盾，低一点，对设备来说安全性高，但容易误动作，引起系统不稳定；高一点，误动作少了，但负载设备危险了。并且，不管保护点的高与低，大家一起保护关机的风险仍然存在。
比较可靠和保险的措施是，单元模块的电流容量不要太大，至少不能高于负载的容量，一个单元模块就根本“兴不起风”，“作不起浪”。在生活中，也是这个道理，一个人有能力是一件好事，条件是不能乱来，如果乱来，能力大，对大家来说，肯定不是一件好事。
如果要防止几个模块一起失控（几个人一起乱来？不是没有可能！），则就必须要求几个模块加在一起的容量不能超过负载的最小容量（躺着都能对付几个小毛贼，站起来就更不怕了）。这样的系统才算安全，还是那句话：小单元大系统。
并联电池可以有效抑制系统失控的速度，但最终不能自动解决失控问题。并联电池最大的意义在于，为维护人员对失控和失压事故的事故处理赢得充分的时间，以保证在维护人员的干预下，真正做到系统的不间断运行。
上面分析了，单元模块可能出现的各种故障。那么存不存在单元本身没有问题，而是因为别的模块故障引发了本模块的失压、失控、或关机呢？答案是肯定的。要解决这类不可靠的情况，就要牺牲某些性能（有可能是你比较喜欢的，如：自动均流、集中监控、电池电流稳定控制、。。。），彻底消除模块之间的控制耦合，或者说不能有控制总线。这个道理大家早就清楚了，鱼和熊掌是不可兼得的。如果实在割舍不下这些控制功能，则必须考虑采取总线隔离措施。
经过以上的分析，对于并联电源系统的可靠性方面，我们可以得出下面的结论：
1. 要保证N个单元模块同时失压或开路时，系统仍然可以正常运行，则必须备份N个以上单元模块。
2. 要保证N个单元模块同时失控时，系统仍然可以正常运行，则必须保证N个以上单元模块容量之和小于系统最小时的电流容量
3. 要保证N个单元模块同时出现短路情况，系统仍然可以正常运行，则必须保证：
系统剩余的电流可以使每个单元模块的隔离部件可靠动作、彻底隔离。
系统剩余单元模块的电流容量，不能小于所有的短路电流和负载的工作电流之和。
4. 模块之间不能有控制总线，如果有，就必须采取总线隔离措施。
参考文献：
[1]SDH技术与设备 人民邮电出版社，2006年
[2]数据通信 人民邮电出版社，2005年