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(多图) 一种新型的并联开关电源的均流方法

来源:中国电源网/邓彦彦?? 吕征宇?? 2006年02月13日 ?? 收藏0

??????? 式中:VC1、VC2分别为C1和C2上电压的平均值;

??????? IL1、IL2分别是L1和L2上流过电流的平均值,亦即两路输出电流平均值;

??????? R1及R2是滤波电感的等效串联电阻,当在工艺上设计并联电源每路输出电感基本上一样时,可以认为R1=R2。

??????? 因此,要控制两路电流均流,即要求IL1=IL2,于是,只要控制VC1=VC2就行了。所以,电容C1及C2上的电压VC1和VC2可以代表两路电流IL1及IL2大小,可用来进行均流控制。 ??? 这样,便可得到如图3所示的控制框图。

两路Buck并联均流系统框图

图3??? 两路Buck并联均流系统框图

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??? 3??? 常用均流方法的分析比较

??????? 开关电源并联系统常用的均流方法有以下几种。

??????? 输出阻抗法即Droop(下垂,倾斜)法??? 调节开关变换器的外特性倾斜度(即调节输出阻抗),以达到并联模块接近均流的目的。这种方法是一种简单的大致均流的方法,精度比较低。

??????? 主从法??? 适用于电流型控制的并联开关电源系统中。这种均流系统中有电压控制和电流控制,形成双闭环控制系统。这种方法要求每个模块间有通讯,所以使系统复杂化,并且当主模块失效时,整个电源系统便不能工作。

??????? 平均值均流??? 每个并联模块的电流放大器输出端接一个相同的电阻到一条公共母线上,形成平均值母线。当某模块电压比母线电压高时,输出电压下降,反之亦然。

??????? 最大值均流法??? 和平均值均流法相似,区别只是每路电流通过一个二极管连到一条公共母线上。这种方法其实质是一种“民主均流”方法,电流最大的那个模块自动成为主模块,其他模块为从模块,从而“自动主从控制”。

??????? 平均值均流和最大值均流法的均流母线断开或者开路都不会影响各个电源模块独立工作,并且是自动均流方法,均流精度比较高。 ???

??????? 图4为常见均流方法的原理图。如果均流母线是并联模块电流的平均值,则是平均值均流法;如果是并联模块电流的最大值,则是最大值均流法;如果均流母线是并联模块中的主模块的电流,则就是主从均流法。但是,在这些均流方法中,每个模块都需要有一套独立的PWM控制环。

常用的均流方法

图4??? 常用的均流方法

??????? 4??? 新的均流方案

??????? 本文提出的方案是基于前所述的每路加一个简单的RC网络检测其分配的电流大小。电容C两端的电压平均值就可以表征这路模块的电流大小,所以,对系统进行均流控制就是对各路RC网络C上电压进行均压。其均流原理图如图5所示。

并联两路Buck电路的均流系统

图5??? 并联两路Buck电路的均流系统

??????? 图5中:Vbus为均流母线电压;

??????? Vref为输出电压参考值;

??????? Vs为输出电压的采样值。


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开关电源? DC/DC? 并联?

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