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DC-DC模塊電源并聯均流輸出法選擇

技術中心

Technology

DC-DC模塊電源并聯均流輸出法選擇

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2019/10/15
瀏覽量
利用多個DC-DC模塊電源并聯均流并實現輸出電壓的穩定保持,是工程師在實際操作中比較常見的工作之一。此前我們曾經為大家介紹過多種不同的并聯均流技術,那么這些技術在實際應用的過程中應該如何進行選擇?下面我們將會通過一個案例進行實例說明,看在實際操作中怎樣選擇最恰當的并聯均流輸出方法。
在本案例中,我們要求設計并制作一個由兩個額定輸出功率均為16W、8V的DC-DC電源模塊構成的并聯供電系統,其具體的電路系統設計如下圖所示:
 
在該案例中,具體的設計要求主要有一下四個方面:調整負載電阻至額定輸出功率工作狀態,供電系統的直流輸出電壓UO=8.0±0.4V;額定輸出功率工作狀態下,供電系統的效率不低于60%;調整負載電阻,保持輸出電壓UO=8.0±0.4V,使兩個模塊輸出電流之和IO=1.0A且按I1:I2=1:1模式自動分配電流,每個模塊的輸出電流的相對誤差絕對值不大于5%。具有負載短路保護及自動恢復功能,保護閾值電流為4.5A。
依據上述的設計要求,我們開始選擇相應的多個DC-DC電源模塊并聯均流輸出方案。這里共提供了三種方案進行參考。首先我們來看方案一。方案一的設計是,工程師分別采用兩片TL494來為兩路電源提供PWM,當兩路并聯時,利用其中一片TL494的一個內部誤差放大器對電壓進行調節,使其輸出穩定在8V。利用兩片高精度差動放大器INA133對兩路電源的電流進行取樣,將取樣電壓分別送入另一片TL494的一個內部誤差放大器的正負輸入端,通過兩片TL494的內部誤差放大器進行電流電壓復合負反饋,從而進行穩壓并實現均流。為了電路工作穩定,使誤差放大器工作在閉環狀態,此時通過調整誤差放大器的放大倍數即可調節均流精度,但由于誤差放大器的放大倍數有限,只能近似實現均流。
接下來我們來看第二種方案,即選擇最大電流均流法實現多個電源模塊的并聯均流輸出。本方案主要采用負載共享控制器UCC29002來實現均流。在多個DC-DC模塊正常工作時,將兩路UCC29002的均流母線連接,此時UCC29002將會自動選出電流最大的一路,并將此路電源作為主電源。均流母線上的電壓將由主電源的輸出電流決定,從電源的UCC29002接收到母線上的信號后,會控制該路DC-DC模塊稍稍提高輸出電壓。通過減小從電源與主電源的電壓差來提高該路輸出電流,從而達到均流。并且該方案可通過十分簡單的電路完成任意路并聯均流,且支持熱插拔。
在針對以上兩種方案進行了實際分析后,我們再來看第三種方案,即使用主從均流法實現多個電源模塊的均流輸出。主從法的均流思想是在并聯電源系統中,人為的指定一個模塊為主模塊,直接連接到均流母線,其余的為從模塊,從母線上獲取均流信號主模塊工作于電壓源方式,從模塊的誤差電壓放大器接成跟隨器的形式,工作于電流源方式。因為系統在統一的誤差電壓下調整,模塊的輸出電流與誤差電壓成正比,所以不管負載電流如何變化,各模塊的電流總是相等。采用這種均流方法,精度高,控制結構簡單,模塊間聯線少,易于拓展為多路。缺點是一旦主模塊出現故障,整個系統將癱瘓。
通過對以上三個方案的簡要分析,結合了開頭所提供的設計要求和設計圖紙,我們可以很清晰的看出,第三種DC-DC模塊電源并聯均流輸出的設計方法的電路結構相對簡單,不用使用軟件算法,直接由硬件來實現。速度快且精度高,控制結構很簡單,所以最終我們選擇方案三來實現均流控制。
 

 

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