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今夜百乐门:并联RC网络电源的均流方法

? 2018年07月05日 07:06 ? 次阅读

引言

极速快3是什么彩票 www.ln0d0.cn 在大功率DC/DC开关电源中,为了获得更大的功率,特别是为了得到大电流时,经常采用N个单元并联的方法。多个单元并联具有高可靠性,并能实现电路??楸曜蓟扔诺?。然而在并联中遇到的主要问题就是电流不均,特别在加重负载时,会引起较为严重的后果。普通的均流方法是采取独立的PWM控制器的各个???,通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP,即反馈运放的输入或者输出脚来凋节输出电压,从而达到均流的目的。显然,电流采样是一个关键问题:用电阻采样,损耗比较大,电流放大后畸变比较大;用电流传感器成本高;用电流互感器采样不是很方便,州时会使电流失真。本文提出了一种新型的、方便的、无损的电流采样方法,并在这种电流检测方法的基础上实现了并联系统的均流。

1一种新的电流采样方法

如前所述,在均流系统中一些传统的电流采样力法都或多或少有些缺点。而本文提出的这种新的电流采样力法,既简单方便,又没有损耗。

下面以图l所示的Buck电路为例,说明这种新的电流检测方法的原理和应用。

并联RC网络电源的均流方法

电流检测电路由一个简单的RC网络组成,没流过L的电流为iL,流过C的电流为ic,L两端的电压为vL,输出电压为vo上电压为vc,则有vL+iLR1+vo.=vc+icR (1)

对式(1)在一个开关周期求平均值得

并联RC网络电源的均流方法

式中:VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值,显然VL=O;

Vo为输出电压平均值;

IL电感电流平均值,等于负载电流ILoad;

Ic是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值,显然Ic=0;

R1为电感的等效串联电阻(ESR)。

于是式(2)可化为

并联RC网络电源的均流方法

所以,要检测负载电流及电感电流的大小,只要检测RC网络电容上的电压的大小就行了,这种方法可以很方便、简易、没有损耗地对电流进行采样。

2 基于新的电流采样方法的均流原理

以两路并联Buck电路为例,如图2所示。

并联RC网络电源的均流方法

由式(3)知,

Vc1=IL1R1+V

Vc2=IL2R2+V

式中:Vc1、Vc2分别为C1和C2上电压的平均值;

IL1、IL2分别是L-和L2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。

并联RC网络电源的均流方法

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??榻咏鞯娜盏?。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??槲视型ㄑ?,所以使系统复杂化,并且当主??槭?,整个电源系统便不能工作。

平均值均流每个并联??榈牡缌?a href='//www.ln0d0.cn/tags/放大器/' target='_blank'>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??榈缪贡饶赶叩缪垢呤?,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??樽远晌髂??,其他??槲幽??,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???/u>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??榈缌鞯钠骄?,则是平均值均流法;如果是并联??榈缌鞯淖畲笾?,则是最大值均流法;如果均流母线是并联??橹械闹髂?榈牡缌?,则就是主从均流法。但是,在这些均流方法中,每个??槎夹枰幸惶锥懒⒌腜WM控制环。

并联RC网络电源的均流方法

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??榈牡缌鞔笮?,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RC网络电源的均流方法

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。

其工作原理和过程如下:

通过检测RC网络中C两端的电压,作为电流信号,几路电流信号(本例只有两路)通过一个相同的电阻就得到了平均值均流母线,平均值均流母线电压值与负载有关,表征负载电流的大小。

然后将每路采样来的电流信号与母线电压比较,得到误差信号,去修正输出电压参考信号,从而对PWM控制器的占空比输出进行微调,达到均流和稳压的目的。

5 实测结果

样机是一台DC5V输入,2V/40A输出的4路Buck并联的开关电源,工作频率为200 kHz,带上满载进行测量每一路电流输出,均流效果好,误差在2%以下,电源输出稳定。当输出电流越大,即大功率并联的电源系统中,均流效果越好。

6 结语

本文通过对常用的电流检测方法与均流控制的分析研究,提出了用一个RC网络检测电源输出电流的方法,并在这种电流检测方法的基础上给出了一种简单的并联系统均流的方案。这种方案使电流检测很方便,能高效率、低成本、简单、方便地实现并联系统的均流。

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电源、工业控制器、DC-DC 转换器、DC-AC 逆变器或 UPS 所运用的开关模式电源转换均具备能...

发表于 2018-06-19 09:21 ? 958次阅读
建立一个安全的电源测试站所需的条件

运算放大器输入与输出电压范围

在输入端,适用于VIN的共模范围也有两个供电轨相关限制,即高电平(接近+VS)和低电平(接近–VS)...

发表于 2018-06-19 09:19 ? 652次阅读
运算放大器输入与输出电压范围

面对移动电源虚标乱象,怎么才能买到货真价值好物

关于移动电源容量,我们一定会发现充电宝标称的容量根本无法给手机充电如此电量,拿10000mAh的移动...

发表于 2018-06-15 14:13 ? 134次阅读
面对移动电源虚标乱象,怎么才能买到货真价值好物

电源完整性测量对象和测量内容

PI(Power Integrity),即电源完整性,以前隶属于信号完整性分析专题,但是因为PI足够...

发表于 2018-06-15 10:19 ? 467次阅读
电源完整性测量对象和测量内容

接地的分类,电路要怎么样接地才正确?

数字地(DG)是系统中数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿较...

发表于 2018-06-15 08:35 ? 572次阅读
接地的分类,电路要怎么样接地才正确?

介绍IC产品CAPZero的特点及应用

PI公司推出革命性IC产品CAPZero,他可以完全消除由X电容放电电阻消耗的功率。CAPZero是...

发表于 2018-06-15 05:48 ? 439次阅读
介绍IC产品CAPZero的特点及应用

钰泰DC-DC在手机领域应用

发表于 2018-06-13 13:50 ? 388次阅读
钰泰DC-DC在手机领域应用

电源完整性仿真,对设计做出决定性优化

为PCB(印刷电路板)上的芯片提供电能不再是一种简单的工作。过去,通过细走线将IC连接到电源和地就行...

发表于 2018-06-13 09:18 ? 154次阅读
电源完整性仿真,对设计做出决定性优化

MOS器件的重要特性——15个为什么?

对于速度饱和所引起的电流饱和情况,一般说来,当电场很强、载流子速度饱和之后,再进一步增大源-漏电压,...

发表于 2018-06-13 08:55 ? 864次阅读
MOS器件的重要特性——15个为什么?

介绍 TPS40192 与 TPS40193 功...

TPS40192 & TPS40193 社区视频

发表于 2018-06-13 04:53 ? 309次阅读
介绍 TPS40192 与 TPS40193 功...

新转换器架构在50kHz都不用磁芯,不是50MH...

?uk博士设计的?uk DC-DC转换器以其输入和输出纹波电流低而闻名,可作为升降压转换器使用。本设...

发表于 2018-06-12 09:54 ? 684次阅读
新转换器架构在50kHz都不用磁芯,不是50MH...

浅谈降压型开关电源工作原理

开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。但是由于电路工作在...

发表于 2018-06-12 08:43 ? 513次阅读
浅谈降压型开关电源工作原理

长城电源1600瓦高效率数字货币电源亮相台北电脑...

深耕电源领域29年,近年区块链迅猛发展,长城电源针对数字货币设备所需的大功率、高效率电源投入大量研发...

发表于 2018-06-09 11:05 ? 669次阅读
长城电源1600瓦高效率数字货币电源亮相台北电脑...

电路分析中的集成电路应用电路的识图

集成电路应用电路有典型应用电路和实用电路两种,前者在集成电路手册中可以查到,后者出现在实用电路中,这...

发表于 2018-06-08 08:35 ? 1191次阅读
电路分析中的集成电路应用电路的识图

苹果将开发电源管理芯片以摆脱的Dialogue半...

Dialogue 半导体通过《金融时报》发布声明,称苹果已经决定今年将较往年削减「30%」的电源管理...

发表于 2018-06-08 02:53 ? 426次阅读
苹果将开发电源管理芯片以摆脱的Dialogue半...

低压配电系统有三种接地形式你知道吗?

IT系统就是电源中性点不接地,用电设备外露可导电部分直接接地的系统。IT系统可以有中性线,但IEC强...

发表于 2018-06-06 16:53 ? 1132次阅读
低压配电系统有三种接地形式你知道吗?

一款采用超级电容器组的电源保持系统

采用 LTC3226 可以轻松设计电源后备系统。例如:取一个在采用单节锂离子电池供电时具有 150m...

发表于 2018-06-03 11:35 ? 759次阅读
一款采用超级电容器组的电源保持系统

一款直流大功率低压钠灯电子镇流器电路分析

此款直流大功率低压钠灯电子镇流器,采用逆变加镇流一体化模式,整体效率>95%,工作直流电压12V和2...

发表于 2018-06-03 07:38 ? 557次阅读
一款直流大功率低压钠灯电子镇流器电路分析

开关电源中的光耦经典电路设计分析

 光耦(opticalcoupler)亦称光电隔离器、光耦合器或光电耦合器。它是以光为媒介来传输电信...

发表于 2018-06-01 16:35 ? 752次阅读
开关电源中的光耦经典电路设计分析

PCB板夹膜原因分析

此图形板D/F最小线隙2.5 mil (0.063mm),独立线较多且分布不均,一般厂家电镀线均匀性...

发表于 2018-05-30 14:13 ? 653次阅读
PCB板夹膜原因分析

防止电源正负极接反的方法

电源的输入部分,为了防止误操作,将电源的正负极接反,对电路造成损坏,一般会对其进行防护,如采用保险丝...

发表于 2018-05-30 10:33 ? 1047次阅读
防止电源正负极接反的方法

如何解决隔离单电源工业机器人系统中的高电压

在存在电流隔离情况下,没有直接的传导路径。此类型电路的好处在于,可通过使用光场、磁场或电场,利用电流...

发表于 2018-05-30 09:34 ? 1758次阅读
如何解决隔离单电源工业机器人系统中的高电压

开关电源电磁干扰抑制技术及设计方法

电磁兼容( Elect ro Magnet ic Compat ibility, 简称EMC) 是指...

发表于 2018-05-29 11:16 ? 1156次阅读
开关电源电磁干扰抑制技术及设计方法

浅谈电源去耦——电源去耦的原因

电子电路中常用的电源就是以上两种,这两种各有优缺点,使用场合也有差别,并且每种都可继续细分为多种子类...

发表于 2018-05-29 08:34 ? 1302次阅读
浅谈电源去耦——电源去耦的原因

采用反激式拓扑结构SMPS测试安全问题

高压差分探头在匹配差分输入之前使用高衰减来测量高压。如图 3 所示,电阻器 R1 和 R2 会形成一...

发表于 2018-05-28 09:27 ? 1414次阅读
采用反激式拓扑结构SMPS测试安全问题
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