怎樣實現(xiàn)DC-DC轉換器架構提升并聯(lián)操作

為了提升功率水平或提供冗余備份，設計師都會并聯(lián)多個供電器或DC/DC轉換器。無論他們選用的是哪一種并聯(lián)模式，均流是十分重要的考慮因素。因為備有均流的架構，可以減輕熱處理要求，改善瞬態(tài)反應，同時可以延長同一數(shù)組內的模塊壽命。

目前兩種最常采用的并聯(lián)方法是驅動器/倍增器(主/從)數(shù)組及DC耦合單線并聯(lián)，但兩者各有缺點，設計師需要一種可以兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)并聯(lián)方法的優(yōu)點，同時避免它的缺點的方法。

有一種由具有智能的模塊組成的數(shù)組，利用單線AC連接模塊，在同一時間內只有一個模塊發(fā)出指令，可以滿足他們的需要，只需要用極簡單的單線并聯(lián)架構，無論在正?；蛱厥獾沫h(huán)境下操作，整個數(shù)組便能提供極佳的瞬態(tài)反應及免噪聲干擾能力。

傳統(tǒng)并聯(lián)方法

大部分轉換器采取驅動器/倍增器數(shù)組來提高功率，這種數(shù)組內通常有一個智能模塊(驅動器)及一個或多個功率模塊(倍增器)。驅動器用來設定及控制輸出電壓，而倍增器用來倍數(shù)級增大輸出功率。這只是一個單線控制循環(huán)，避免環(huán)內有環(huán)的復雜控制形成不穩(wěn)的問題，瞬態(tài)反應極佳。但這種方法不支持冗余備份或容錯，如驅動器失效，整個數(shù)組便會停止工作。

DC耦合單線并聯(lián)：并聯(lián)兩只或以上模塊。每只模塊都有智能，能自動調節(jié)輸出電壓，令數(shù)組內所有模塊都輸出相同的電流。這個方案可支持備份，但若其中一點出現(xiàn)失誤，輕的會失去均流功能;嚴重的可能損毀所有模塊。原因是，以單線并聯(lián)，模塊與模塊間通電，牽一發(fā)而動全身。

新的單線線并聯(lián)方案

零電流開關的DC-DC轉換器利用獨創(chuàng)的負載均分方法，克服了傳統(tǒng)方案的缺點。這種架構容許設計師利用AC耦合單線并聯(lián)提供更多功能。

采用零電流開關架構，每只模塊都有能力在數(shù)組內作主導。輸出電壓最高的模塊，會傳送一個脈沖信號，指揮其他模塊同步工作。由于模塊是在零電流瞬間開關，每個開關周期傳送相等的能量，同步工作的模塊便自動均流。碰到瞬變或其中一只模塊失效，另一只模塊的輸出電壓變?yōu)樽罡哒撸詣尤〈鲗恢冒l(fā)出同步脈沖，不會影響總線輸出。

這種民主的同步均流數(shù)組實現(xiàn)了簡單和無功耗的均流控制。它提供一個簡便的方案，無須感應每個模塊的電流，然后個別調節(jié)電壓。模塊的脈沖信號同時容許設計師在并聯(lián)腳間使用電容或變壓器，做成DC絕緣耦合。這可避免導至供電失效的內部或外部因素影響其他模塊，加強容錯效能。這個架構的其他優(yōu)點包括優(yōu)良的瞬變反應和避免多層環(huán)路控制問題。

利用這個AC信號(每只模塊都有的雙向接口，用來輸出及接收模塊間的信號)。進一步改善系統(tǒng)的可靠性，設計師亦可以外加一些保護措施，即除了簡單地把所有PR腳連上外，還可以把引腳電容耦合(圖2)，避免DC耦合或單線并聯(lián)等架構產生的潛在危機(因為單個模塊失效而影響整個數(shù)組，甚至損壞其他模塊)。如在每個模塊到總線間加上電容，也可避免上述問題。

若數(shù)組內模塊距離很遠，或利用獨立電源工作，可以采用變壓器耦合變頻模塊來實現(xiàn)均流，見圖3。由于均流的信號是高頻率的脈沖信號，所以可用變壓器耦合。變壓器耦合的脈沖信號可以提供較強的共模噪聲免擾性，同時與主電源隔離，保持電壓在安全的低水平。這在需要機板對機板均分負載及備份的應用中特別有效。由于PR脈沖頻寬很窄，一個細小、低電容值的變壓器就足夠了。