Д.В. Шушпанов1

1 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (Санкт-Петербург, Россия)

1 dimasf@inbox.ru

Постановка проблемы. Параллельное включение модулей питания используется для увеличения мощности и резервирования. Анализ устойчивости параллельной работы двух импульсных преобразователей напряжения (ИПН) без принудительного выравнивания токов модулей в литературе практически не приводится. В свою очередь, для анализа устойчивости параллельно включенных ИПН с принудительным выравниванием токов модулей используется теория автоматического управления, которая, к сожалению, не учитывает все особенности электрической цепи. Поэтому анализ устойчивости параллельной работы ИПН всё ещё является актуальным. Для решения описанной проблемы для начала необходимо провести анализ устойчивости двух параллельно включенных ИПН без принудительного влияния токов модулей с позиции теории электрических цепей, что позволит в дальнейшем анализировать устойчивость параллельно включенных ИПН с принудительным выравниванием токов модулей.

Цель. Провести анализ устойчивости параллельной работы двух ИПН без принудительного выравнивания токов модулей в рамках теории электрических цепей.

Результаты. Рассмотрены условия и причины возникновения автоколебательного режима в системе из двух параллельно включенных ИПН без принудительного выравнивания токов модулей. Показано, как по частотным характеристикам одиночного преобразователя напряжения оценить устойчивость системы из двух параллельно включенных преобразователей напряжения.

Практическая значимость. По результатам исследования сформулированы практические рекомендации по проектированию одиночных ИПН, направленные на обеспечение устойчивой работы системы из параллельно включенных ИПН.

Шушпанов Д.В. Устойчивость двух параллельно включенных преобразователей напряжения // Электромагнитные волны и электронные системы. 2026. Т. 31. № 1. С. 54−75. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202601-05

1. Luo S., Ye Z., Lin R.-L., Lee F.C. A classification and evaluation of paralleling methods for power supply modules // IEEE Power Electronics Specialists Conference. 1999. P. 901–908. DOI 10.1109/PESC.1999.785618.
2. Irving B.T., Jovanovic M.M. Analysis, design, and performance evaluation of droop current-sharing method // Fifteenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. New Orleans, LA, USA. 2000. V. 1. P. 235–241. DOI 10.1109/ APEC.2000.826110.
3. Perreault D.J., Selders R.L., Kassakian J.G. Frequency-based current-sharing techniques for paralleled power converters // IEEE Transactions on Power Electronics. 1998. V. 13. № 4. P. 626–634. DOI 10.1109/63.704128.
4. Jovanovic M.M., Crow D.E., Fang-Yi L. A novel, low-cost implementation of "democratic" load-current sharing of paralleled converter modules // IEEE Transactions on Power Electronics. 1996. V. 11. № 4. P. 604–611. DOI 10.1109/63.506126.
5. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Кобелянский А.Е., Иванов С.Л. Исследование устойчивости работы параллельно включенных стабилизированных модулей питания // Материалы VII Междунар. науч.технич. конф., посвященной 150-летию со дня рождения А.С. Попова «Физика и технические приложения волновых процессов». Самара: Книга. 2008. С. 363–365.
6. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Ким С.М., Майоров С.И., Исаев В.М. Исследования работы параллельно включенных преобразователей напряжения при пассивном выравнивании токов модулей // VIII Междунар. науч.-технич. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов». СПб. 2009. C. 291–293.
7. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Ким С.М. Исследование работы параллельно включенных преобразователей напряжения при принудительном выравнивании токов модулей // VIII Междунар. науч.-технич. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов». СПб. 2009. C. 293–296.
8. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Ким С.М., Ягубов З.Х. Исследование устойчивости параллельно включенных ИПН // Электропитание. 2014. № 2. С. 4–10.
9. Panov Y., Jovanovic M.M. Stability and dynamic performance of current-sharing control for paralleled voltage regulator modules // IEEE Transactions on Power Electronics. 2002. V. 17. № 2. P. 172–179. DOI 10.1109/63.988827.
10. Panov Y., Jovanovic M.M. Loop Gain Measurement of Paralleled DC-DC Converters with Average-Current-Sharing Control // IEEE Transactions on Power Electronics. 2008. V. 23. № 6. P. 2942–2948. DOI 10.1109/TPEL.2008.2002955.
11. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Ким С.М., Петроченко А.Ю., Зайцева З.В. Влияние перекрестной связи на устойчивость работы параллельно включенных импульсных преобразователей напряжения // Практическая силовая электроника. 2015. № 3(59). С. 12–19.
12. Roberts G.W. A Modified Nyquist Stability Criteria that Takes into Account Input/Output Circuit Loading Effects // 19th IEEE International New Circuits and Systems Conference. Toulon, France. 2021. P. 1–4. DOI 10.1109/NEWCAS50681.2021.9462771.
13. Middlebrook R.D. The general feedback theorem: a final solution for feedback systems // IEEE Microwave Magazine. 2006. V. 7. № 2. P. 50–63. DOI 10.1109/MMW.2006.1634022.
14. Шушпанов Д.В. Использование символьно-топологического метода для анализа устойчивости линейных электрических цепей // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. Т. 79. № 7. С. 14–47. DOI 10.18127/j20700784-202507-02.
15. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: учебник. Изд. 2-е. СПб.: Лань. 2009. 544 с.
16. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. К вопросу использования емкостно-связанных элементов для объяснения взаимного влияния электрических проводов // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 1. С. 15–30. DOI 10.18127/j00338486-202401-03.
17. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания. М.: Горячая линия-Телеком. 2018. 540 с.
18. Курганов С.А., Филаретов В.В. Символьный анализ и диагностика электрических цепей методом схемных определителей: учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ. 2003. 228 с.
19. Курганов С.А., Филаретов В.В. Символьный анализ линейных аналоговых и дискретно-аналоговых электрических цепей: учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ. 2008. 284 с.
20. Курганов С.А., Филаретов В.В. Топологические правила и формулы для анализа электрических цепей без избыточности. Ульяновск: УлГТУ. 2010. 109 с.
21. Filaretov V., Gorshkov K. Efficient Generation of Compact Symbolic Network Functions in a Nested Rational Form // International Journal of Circuit Theory and Applications: Research articles. 2020. P. 1032–1056. DOI 10.1002/cta.2789.
22. Смирнов В.С., Филин В.А. Программа FASTMEAN для моделирования электронных цепей // Труды междунар. конф. «Схемно-алгебраические модели активных электрических цепей: синтез, анализ, диагностика». Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет. 2005. С. 174–176.
23. Официальный сайт программы FASTMEAN. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.fastmean.ru, дата обращения 15.07.2025.