關(guān)于模塊電源中常見的均流方法解析,你知道有哪些嗎?
在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的模塊電源,那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)模塊電源。通常,并行模塊電源要解決的主要問題是電流共享問題。均流可確保模塊之間電流應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分布,并防止一個(gè)或多個(gè)模塊在電流限制狀態(tài)下運(yùn)行。由于并行運(yùn)行中每個(gè)模塊的特性不一致,因此良好的外部特性可能會(huì)承受更大的電流甚至過載。而那些外部特性較差的設(shè)備則在輕負(fù)載甚至空載下運(yùn)行。這種不均勻的電流使熱應(yīng)力變大并且降低了可靠性。
在某些低壓和大功率應(yīng)用中,單個(gè)模塊電源無法滿足負(fù)載功率要求,因此需要并行考慮。并聯(lián)使用多個(gè)中/低功率電源不但可以滿足負(fù)載功率要求并減輕壓力,而且還可以減少負(fù)載。而且還可以應(yīng)用冗余技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性。實(shí)驗(yàn)證明,兩個(gè)并行系統(tǒng)的故障率比單個(gè)電源的故障率小得多。因此,在多個(gè)單元的情況下,系統(tǒng)的可靠性將大大提高。
因此,對(duì)于具有多個(gè)并聯(lián)的開關(guān)變換器模塊的電源系統(tǒng),要求是:每個(gè)模塊所承載的電流可以自動(dòng)平衡以實(shí)現(xiàn)均流。 為了提高系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性,應(yīng)盡可能不增加外部均流控制措施。 并使當(dāng)前的共享和冗余技術(shù)相結(jié)合; 當(dāng)輸入電壓和/或負(fù)載電流變化時(shí),輸出電壓應(yīng)保持穩(wěn)定,并且均流具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)。
常見的均流方法有:
1、輸出阻抗法(下垂法,電壓調(diào)整率法)
并聯(lián)連接的每個(gè)模塊的外部特性均表現(xiàn)出下垂特性,負(fù)載越重,輸出電壓越低。 并聯(lián)時(shí),具有堅(jiān)硬外部特性(內(nèi)部電阻較小)的模塊具有較大的輸出電流。 具有軟外部特性的模塊具有低輸出電流。 輸出阻抗方法的思想是嘗試將具有硬外部特性(較小的內(nèi)部電阻和低斜率)的外部特性的斜率調(diào)整為與具有軟外部特性的模塊接近,從而使兩個(gè)模塊的電流分布幾乎是統(tǒng)一的。
2、主從設(shè)置法
主從設(shè)置方法是選擇一個(gè)模塊作為主模塊(MasterModule),其余模塊用作從模塊(SlaveModule)。 主模塊的電壓調(diào)節(jié)器用于控制其余并聯(lián)模塊的電壓調(diào)節(jié)值,并且所有并聯(lián)模塊均具有電流型內(nèi)環(huán)控制。 由于每個(gè)從模塊的電流是根據(jù)相同的參考電流(從主模塊的電壓誤差轉(zhuǎn)換而來的參考電流)調(diào)制的,因此與主模塊的電流保持一致,以實(shí)現(xiàn)均流。
3、平均電流自動(dòng)均流法
均流總線用于連接所有電源模塊的輸出電流采樣電壓的輸出端子。 均流總線上的電壓由所有并行功率模塊系統(tǒng)的采樣電壓通過每個(gè)功率模塊的均流電阻提供。 用外行的術(shù)語來說,電流共享總線的電壓是每個(gè)模塊的電流信號(hào)(以電壓表示)的平均值,然后將每個(gè)模塊的電流信號(hào)(以電壓表示)與電流共享信號(hào)進(jìn)行比較 獲得控制補(bǔ)償金額。 平均電流自動(dòng)均流方法可以準(zhǔn)確地共享電流。 但是,當(dāng)連接到母線的某個(gè)模塊不起作用時(shí),會(huì)導(dǎo)致母線的平均值降低,電壓下降,并且在離線時(shí)會(huì)發(fā)生故障。
4、最大電流法自動(dòng)均流
也稱為“民主電流共享方法”,該方法類似于主從設(shè)置方法。 區(qū)別在于主模塊不是固定的,系統(tǒng)中電流最高的模塊會(huì)自動(dòng)用作主模塊。
5、熱應(yīng)力自動(dòng)均流法
該方法根據(jù)每個(gè)模塊的電流和溫度(即熱應(yīng)力)自動(dòng)均衡電流。 在系統(tǒng)中,仍然將每個(gè)模塊的電流平均值用于獲取電流共享總線作為比較參考,并將每個(gè)模塊的電流信號(hào)與電流共享總線進(jìn)行比較以獲得誤差,然后對(duì)控制進(jìn)行補(bǔ)償 。
6、外加均流控制器
應(yīng)用這種方法時(shí),需要在每個(gè)模塊的控制電路中添加一個(gè)特殊的均流控制器,以檢測(cè)并聯(lián)模塊的電流不平衡并調(diào)整控制信號(hào)以實(shí)現(xiàn)均流。 然而,電流共享控制器的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。 如果設(shè)計(jì)不正確,則系統(tǒng)可能會(huì)變得不穩(wěn)定。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對(duì)模塊電源有了初步的了解,同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。