電源本質上是一種電氣設備，它為計算機、電器、消費電子產品或電池充電器等電氣負載提供電力(電壓和電流的組合)。由于電源的主要用途是將來自電網等來源的電力轉換為正確的電壓、電流和頻率以給負載供電，因此它也被稱為電力轉換器。在某些負載(如臺式計算機)中，電源內置于設備中。相比之下，電機和電器的電源通常是獨立的單元。

在某些應用中，單個電源可能不足以提供負載所需的功率。例如，所需電壓可能比電源提供的電壓高得多，或者負載的電流要求可能比單個電源裝置的能力高得多。

串聯直流電源

在所需功率遠高于單個電源所能提供的功率的應用中，用戶可以根據需要將多個電源串聯或并聯。并聯多個電源會增加電流和功率，同時電壓保持不變。相反，將它們串聯會增加各個電源的電壓，從而在電流保持不變的情況下產生更高的總輸出電壓。

這在下面的等式中表示出來。

V輸出= V 1 + V 2 + V 3 +………………

V out是輸出電壓，V 1、V 2、V 3 ……是串聯的單個電源。但是，在串聯電源之前，用戶必須遵循一些注意事項。例如，串聯只允許使用相同類型和制造商型號的電源，即具有相似電壓、電流和輸出阻抗額定值的電源。但最重要的是，電流額定值應該匹配。

此外，兩個或多個電源的串聯操作只能在任何一個電源的輸出隔離額定值范圍內實現，才能獲得比單個電源更高的電壓。簡而言之，制造商建議的串聯連接的六個關鍵技巧是：

電動汽車：并聯應用示例

那么，用戶在什么情況下需要這種串聯連接呢?在電動汽車 (EV) 等應用中，制造商正在從 400 V 電池轉向 800 V。促使汽車制造商采用更高電壓的一些關鍵因素是提高電動汽車效率、加快充電速度和減輕其他部件的重量。分析師數據顯示，通過將電池電壓提高到 800 V，為電動汽車中的電機和其他設備供電所需的電流遠低于為 400 V 供電所需的電流，從而可以使用更細的電纜和更小的電子元件。

因此，它減輕了車輛重量，并最大限度地減少了熱量損失，從而提高了整體效率和電池續(xù)航里程。此外，它還有助于電池更快地充電，這是吸引電動汽車買家的重要因素。目前，包括特斯拉(型號 Cyber Truck)在內的大約十家汽車原始設備制造商都采用了 800 V 架構。而且這個數字還在快速增長。

圖 1. 兩個 400 V 電源串聯連接以產生 800 V。

多電壓直流電源

在開始項目之前，請確保電源具有相似的額定值，然后再將它們串聯起來。必須將兩個相似的電源串聯起來，才能從 400 V 單元產生 800 V 的供電(圖 1)。500 V 單元最接近所需的 400 V，例如可編程雙向直流電源，其輸出可以設置為 400 V，如圖 1 所示。

現在，要進行串聯連接，請將一個電源裝置的負極端子連接到另一個電源的正極端子。這些輸出端子位于產品的后面板，如圖2所示。數字表示連接器的功能，如下所述。

圖 2. 雙向電源裝置的后面板連接。

1. 接口插槽

2. 主輔總線接口用于建立并行連接系統(tǒng)

3. 共享總線接口，用于建立并行連接系統(tǒng)

4. 輸出電壓遠程感測輸入端

5. 輸出端子、銅排

6. 電源輸入端

7. 以太網接口

8. USB 接口

9. 用于隔離模擬程序、監(jiān)視器和其他功能的連接器(DB15 母頭)

10. 接地螺釘

如果使用雙向電源作為負載，則必須采取額外措施。我們?yōu)檫@些應用提供串行連接盒。

其他示例需要從單個 + 電源創(chuàng)建正極 (+) 和負極 (-) 電源，例如在飛機應用中。例如，飛機使用 +/-270 Vdc 來創(chuàng)建 540 Vdc(波音 787)。串聯模型，中間點接地，允許用戶創(chuàng)建 +270 Vdc 參考和 -270 Vdc 參考并提供 60kW 功率(圖 4)。出于安全和隔離原因，制造商建議采取一些限制措施，這些限制在產品數據表中有說明。

圖 3. 要創(chuàng)建負電壓參考，請將中間點接地。

并聯運行中電源的連接

該解決方案將兩個或多個電源并聯，適用于需要比單個電源更高功率和電流的應用。但是，在并聯電源之前，用戶必須確保負載電流在電源之間均勻分配。為此，用戶必須確保使用相同的電源，并使用相同的電纜或導體連接 DUT 的 + 和 - 輸出連接器。此外，使用相同長度和厚度的電纜將電源單元連接到負載。因此，電纜上的電壓降是相同的，從而確保電源之間的電壓相同，并且每個電源的電流分配均勻。

實際上，許多電源制造商都將其產品(包括開關電源和線性電源)評定為符合并聯標準。理想情況下，為了實現完美的電流共享，此配置中使用的各種電源必須具有相同的輸出阻抗，并且輸出電壓設置盡可能接近。隨著時間的推移，由于輸出參數的正常分散和老化(包括溫度)的影響，這種情況無法保證。

為此，制造商采用了一種稱為“主輔”的技術，并配有專用的負載共享總線。在此模式下，當同一系列的多個電源型號通過“主輔”總線和共享總線連接時，整個多設備系統(tǒng)將作為單個設備運行。使用“主輔”總線，系統(tǒng)數據(例如總功率和總電流)將被收集并顯示在主設備上。輔助設備的警告和警報會清晰地顯示在顯示屏上。共享總線為單個設備提供均勻的負載分配。

簡而言之，該公司可編程雙向直流電源的并聯有三個步驟：

1. 物理上并聯 +/- 輸出

2. 連接共享總線以確保各單元平等共享電流

3. 連接主/輔總線，確保單元之間的通信

4. 在設置菜單中將每個單元配置為主單元或輔助單元，并設置偏置和終端電阻，如下所示。

圖 4. 可編程雙向直流電源可使用 Cat-5 電纜通信和 BNC 電纜進行電流感應，輕松并聯。