dc dc电源模块并联均流

发布日期:2017-11-10 22:58,查看次数:715

DC/DC,表示的是高压(低压)直流电源变换为低压(高压)直流电源。例如车载直流电源上接的DC/DC变换器是把高压的直流电变换为低压的直流电。

什么是DC(Direct Current)呢?家庭用的220V电源是交流电源(AC)。若通过一个转换器能将一个直流电压 (3.0V)转换成其他的直流电压(1.5V或5.0V),我们称这个转换DCDC原理器为DC/DC转换器,或称之为开关电源或开关调整器。

DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器。

具体是指通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电,再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出,或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。

利用多个DC-DC模块电源并联均流并实现输出电压的稳定保持,是工程师在实际操作中比较常见的工作之一。此前我们曾经为大家介绍过多种不同的并联均流技术,那么这些技术在实际应用的过程中应该如何进行选择?下面我们将会通过一个案例进行实例说明,看在实际操作中怎样选择最恰当的并联均流输出方法。

在本案例中,我们要求设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W、8V的DC-DC电源模块构成的并联供电系统,其具体的电路系统设计如下图所示:

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在该案例中,具体的设计要求主要有一下四个方面:调整负载电阻至额定输出功率工作状态,供电系统的直流输出电压UO=8.0±0.4V;额定输出功率工作状态下,供电系统的效率不低于60%;调整负载电阻,保持输出电压UO=8.0±0.4V,使两个模块输出电流之和IO=1.0A且按I1:I2=1:1模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。具有负载短路保护及自动恢复功能,保护阈值电流为4.5A。

依据上述的设计要求,我们开始选择相应的多个DC-DC电源模块并联均流输出方案。这里共提供了三种方案进行参考。首先我们来看方案一。方案一的设计是,工程师分别采用两片TPB系列来为两路电源提供PWM,当两路并联时,利用其中一片TPB系列的一个内部误差放大器对电压进行调节,使其输出稳定在8V。利用两片高精度差动放大器INA133对两路电源的电流进行取样,将取样电压分别送入另一片TL494的一个内部误差放大器的正负输入端,通过两片TPB系列的内部误差放大器进行电流电压复合负反馈,从而进行稳压并实现均流。为了电路工作稳定,使误差放大器工作在闭环状态,此时通过调整误差放大器的放大倍数即可调节均流精度,但由于误差放大器的放大倍数有限,只能近似实现均流。

在针对以上两种方案进行了实际分析后,我们再来看第三种方案,即使用主从均流法实现多个电源模块的均流输出。主从法的均流思想是在并联电源系统中,人为的指定一个模块为主模块,直接连接到均流母线,其余的为从模块,从母线上获取均流信号主模块工作于电压源方式,从模块的误差电压放大器接成跟随器的形式,工作于电流源方式。因为系统在统一的误差电压下调整,模块的输出电流与误差电压成正比,所以不管负载电流如何变化,各模块的电流总是相等。采用这种均流方法,精度高,控制结构简单,模块间联线少,易于拓展为多路。缺点是一旦主模块出现故障,整个系统将瘫痪。

通过对以上三个方案的简要分析,结合了开头所提供的设计要求和设计图纸,我们可以很清晰的看出,第三种DC-DC模块电源并联均流输出的设计方法的电路结构相对简单,不用使用软件算法,直接由硬件来实现。速度快且精度高,控制结构很简单,所以最终我们选择方案三来实现均流控制。



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