電源內(nèi)阻扼殺DCDC轉(zhuǎn)換效率的元兇_第1頁
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電源內(nèi)阻:扼殺DC-DC轉(zhuǎn)換效率的元兇摘要DC-DC轉(zhuǎn)換器常用于采用電池供電的便攜式及其它高效系統(tǒng),在對電源電壓進行升壓、降壓或反相時,其效率高于95%。電源內(nèi)阻是限制效率的一個重要因素。本文描述了電源內(nèi)阻的對效率的影響、介紹了如何計算效率、實際應(yīng)用中需要注意的事項、設(shè)計注意事項、并給出了一個實際應(yīng)用示例。DC-DC轉(zhuǎn)換器非常普遍地應(yīng)用于電池供電設(shè)備或其它要求省電的應(yīng)用中。類似于線性穩(wěn)壓器,DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠產(chǎn)生一個更低的穩(wěn)定電壓。然而,與線性穩(wěn)壓器不同的是,DC-DC轉(zhuǎn)換器還能夠提升輸入電壓或?qū)⑵浞聪嘀烈粋€負(fù)電壓。還有另外一個好處,DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠在優(yōu)化條件下給出超過95%的轉(zhuǎn)換效率。但是,該效率受限于耗能元件,一個主要因素就是電源內(nèi)阻。電源內(nèi)阻引起的能耗會使效率降低10%或更多,這還不包括DC-DC轉(zhuǎn)換器的損失!如果轉(zhuǎn)換器具有足夠的輸入電壓,輸出將很正常,并且沒有明顯的跡象表明有功率被浪費掉。幸好,測量輸入效率是很簡單的事情(參見電源部分)。較大的電源內(nèi)阻還會產(chǎn)生其它一些不太明顯的效果。極端情況下,轉(zhuǎn)換器輸入會進入雙穩(wěn)態(tài),或者,輸出在最大負(fù)載下會跌落下來。雙穩(wěn)態(tài)意指轉(zhuǎn)換器表現(xiàn)出兩種穩(wěn)定的輸入狀態(tài),兩種狀態(tài)分別具有各自不同的效率。轉(zhuǎn)換器輸出仍然正常,但系統(tǒng)效率可能會有天壤之別(參見如何避免雙穩(wěn)態(tài))。只是簡單地降低電源內(nèi)阻就可以解決問題嗎?不然,因為受實際條件所限,以及對成本/收益的折衷考慮,系統(tǒng)可能要求另外的方案。例如,合理選擇輸入電源電壓能夠明顯降低對于電源內(nèi)阻的要求。對于DC-DC轉(zhuǎn)換器來講,更高的輸入電壓限制了對輸入電流的要求,同時也降低了對電源內(nèi)阻的要求。從總體觀點講,5V至2.5V的轉(zhuǎn)換,可能會比3.3V至2.5V的轉(zhuǎn)換效率高得多。必須對各種選擇進行評價。本文的目標(biāo)就是提供一種分析的和直觀的方法,來簡化這種評價任務(wù)。系統(tǒng)縱覽如圖1所示,任何常規(guī)的功率分配系統(tǒng)都可劃分為三個基本組成部分:電源、調(diào)節(jié)器(在此情況下為DC-DC轉(zhuǎn)換器)和負(fù)載。電源可以是一組電池或一個穩(wěn)壓或未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電源。不幸的是,還有各種各樣的耗能元件位于直流輸出和負(fù)載之間,成為電源的組成部分:電壓源輸出阻抗、導(dǎo)線電阻以及接觸電阻、PCB焊盤、串聯(lián)濾波器、串聯(lián)開關(guān)、熱插拔電路等的電阻。這些因素會嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率。圖1.圖1.三個基本部分組成的標(biāo)準(zhǔn)功率分配系統(tǒng)計算和測量電源效率非常簡單。EFFsource=(送入調(diào)節(jié)器的功率)/(VpS輸出功率)x100%:III假設(shè)調(diào)節(jié)器在無負(fù)載時的吸取電流可以忽略,電源效率就可以根據(jù)調(diào)節(jié)器在滿負(fù)載時的VIN,與調(diào)節(jié)器空載時的Vin之比計算得出。調(diào)節(jié)器(DC-DC轉(zhuǎn)換器)由控制IC和相關(guān)的分立元件組成。其特性在制造商提供的數(shù)據(jù)資料中有詳細描述。DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率EFFdcdc=(轉(zhuǎn)換器輸出功率)/(轉(zhuǎn)換器輸入功率)x100%:正如制造商所說明的,該效率是輸入電壓、輸出電壓和輸出負(fù)載電流的函數(shù)。許多情況下,負(fù)載電流的變化量超出兩個數(shù)量級時,效率的變化不超出幾個百分點。因為輸出電壓固定不變,也可以說,在超過兩個數(shù)量級的輸出功率范圍內(nèi),效率僅變化幾個百分點。當(dāng)輸入電壓最接近輸出電壓時,DC-DC轉(zhuǎn)換器具有最高的效率。如果輸入的改變還沒有達到數(shù)據(jù)資料所規(guī)定的極端情況,那么,轉(zhuǎn)換器的效率常??梢越茷?5%至95%之間的一個常數(shù):]‘IN.IJCI兀'本文的討論中,將DC-DC轉(zhuǎn)換器看作為一個雙端口黑匣子。如對DC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計細節(jié)感興趣,可查閱參考文獻1-3。負(fù)載包括需要驅(qū)動的設(shè)備和所有與其相連的耗能元件,例如PC板線條電阻、接觸電阻、電纜電阻等等。因為DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電阻已包含在制造商提供的數(shù)據(jù)資料中,故在此不再贅述。負(fù)載效率EFFload=(送入負(fù)載的功率)/(DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率)x100%:山川TII山川TIII)Ium)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵在于分析并理解DC-DC轉(zhuǎn)換器與其電源之間的相互作用。為此,我們首先定義一個理想的轉(zhuǎn)換器,然后,計算電源效率,接下來,基于對典型的DC-DC轉(zhuǎn)換器(在此以MAX1626降壓調(diào)節(jié)器為例)的測試數(shù)據(jù),對我們的假設(shè)進行驗證。理想的DC-DC轉(zhuǎn)換器一個理想的DC-DC轉(zhuǎn)換器具有100%的效率,工作于任意的輸入和輸出電壓范圍,并可向負(fù)載提供任意的電流。它也可以任意小,并可隨意獲得。在本分析中,我們只假設(shè)轉(zhuǎn)換器的效率恒定不變,這樣輸入功率正比于輸出功率:l-M1Vin||【irv|l-M對于給定負(fù)載,該式說明輸入電流-電壓(I-V)間的關(guān)系是一條雙曲線,并在整個范圍內(nèi)表現(xiàn)出負(fù)的微分電阻特性(圖2)。該圖還給出了DC-DC轉(zhuǎn)換器的I-V曲線隨著輸入功率的增加而發(fā)生的變化。對于具有動態(tài)負(fù)載的實際系統(tǒng),這些曲線也是動態(tài)變化的。也就是說,當(dāng)負(fù)載要求更多電流時,功率曲線會發(fā)生移動并遠離初始位置。從輸入端口,而非輸出端口,考察一個調(diào)節(jié)器,是一個新穎的視點。畢竟,設(shè)計調(diào)節(jié)器的目的是為了提供一個恒定的電壓(有時是恒定電流)輸出。其參數(shù)主要是用來描述輸出特性(輸出電壓范圍、輸出電流范圍、輸出紋波、瞬態(tài)響應(yīng)等等)。而在輸入端口,會表現(xiàn)出一些奇特的特性:在其工作范圍內(nèi),它象一個恒功率負(fù)載(參考文獻4)。恒功率負(fù)載在電池測量儀或其它一些設(shè)計中非常有用。

圖2.這些雙曲線代表DC-DC轉(zhuǎn)換器的恒功率輸入特性電源效率計算現(xiàn)在,我們有了足夠的信息來計算電源自身的耗散功率及其效率。因為電源電壓的開路值Vps)已經(jīng)給出,我們僅需找出DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓(V】N)。從等式[5]解出IIN:[ =卩門|“「.1)門)「IN_iV|Nnl-:]-]|vir)(DC-DCchEirEicLCLisLic) [6]IIN還可以根據(jù)Vps、VIN和Rs求出:I】曲=Ws-力)(icsislivcload」incchara^Lciistk:) [7]聯(lián)合等式[6]和等式[7]可以解出VIN:IN為便于理解其意義,采用圖形表示等式[6]和等式[7]是非常直觀的(圖3)。電阻負(fù)載線代表等式[7]的所有可能解,而DC-DCI-V曲線則是等式[6]的所有可能解。它們的交點就代表聯(lián)立方程的解,確定了在DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入端的穩(wěn)定電壓和電流。因為DC-DC曲線代表恒定的輸入功率,(Vin+)(Iin+)=(VIN-)(IIN-)。(下標(biāo)+〃和-〃表示式[8]給出的兩個解,并對應(yīng)于分子中的土符號。)圖3該圖在DC-DC轉(zhuǎn)換器的Z-A曲線上附加了一條和電源內(nèi)阻有關(guān)的負(fù)載線最佳工作點位于VIN+/IIN+,工作于該點時從電源吸取的電流最低,也就使IIN2RS損耗最小。而在其它工作點,Vps和VIN之間的所有耗能元件上會產(chǎn)生比較大的功率損耗。系統(tǒng)效率會明顯地下降。不過可以通過降低Rs來避免這個問題。電源效率[(VIN/Vps)x100%]只需簡單地用Vps去除等式[8]得到:】旳irxlWp旳從該方程很容易得到能量損耗,并且圖3分析曲線中的有關(guān)參數(shù)也可以從中得到。舉例來說,如果串聯(lián)電阻(Rs)等于零,電阻負(fù)載線的斜率將會變?yōu)闊o窮大。那么負(fù)載線就成為一條通過Vps的垂直線。在此情況下,vIN+=%s,效率為ioo%。隨著Rs從0Q增加,負(fù)載線繼續(xù)通過vps,但越來越向左側(cè)傾斜。同時,Vin+和Vin_匯聚于Vps/2,這也是50%效率點。當(dāng)負(fù)載線相切于I-V曲線時,方程[8]只有一個解。對于更大的Rs,方程沒有實數(shù)解,DC-DC轉(zhuǎn)換器將無法正常工作。DC-DC轉(zhuǎn)換器一理論與實際如何比較上述理想輸入曲線和一個實際的DC-DC轉(zhuǎn)換器的真實情況?為解答這個問題,我們對一個標(biāo)準(zhǔn)的MAX1626評估組件(圖4)進行測試,它被配置為3.3V輸出,輸出端接一個6.6Q的負(fù)載電阻,測試其輸入I-V曲線(圖5)。立即可以發(fā)現(xiàn)一些明顯的非理想特性。例如,對于非常低的輸入電壓,輸入電流是零。內(nèi)置的欠壓鎖定(表示為VL)保證DC-DC轉(zhuǎn)換器對于所有低于VL的輸入電壓保持關(guān)斷,否則,在啟動階段會從電源吸出很大的輸入電流。圖4.用以表達圖3思想的標(biāo)準(zhǔn)DC-DC轉(zhuǎn)換電路MAX1626INPUTCHARACTERISTICS□.3VOUT,0.5ALOAD)圖5在Vmin以上,MAX1626的輸入I-V特性非常接近于90%效率的理想器件當(dāng)VIN超過VL時,輸入電流向最大值攀升,并在V°uT首次到達預(yù)定輸出電壓(3.3V)時達到最大。相應(yīng)的輸入電壓(VMIn)是DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生預(yù)定輸出電壓所需的最低值。當(dāng)VIN>Vhn時,90%效率的恒功率曲線非常接近于MAX1626的輸入曲線。與理想曲線的偏離,主要是由于DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率隨輸入電壓的變化發(fā)生了微小改變。如何避免雙穩(wěn)態(tài)電源設(shè)計者必須保證DC-DC轉(zhuǎn)換器永遠不進入雙穩(wěn)態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)載線與DC-DC轉(zhuǎn)換器曲線的交點位于或低于VMIN/IMAX(圖6)時就有可能形成雙穩(wěn)態(tài)。圖6.從該圖可以更為清楚地觀察到造成雙穩(wěn)態(tài)甚至三穩(wěn)態(tài)的相交點取決于負(fù)載線的斜率和位置,一個系統(tǒng)可能會有兩個甚至三個穩(wěn)態(tài)。應(yīng)該注意的是,較低的VPS可能會使負(fù)載線只有一個位于VL和Vmin間的單一交點,導(dǎo)致系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài),但卻不能正常工作!因此,作為一個規(guī)則,負(fù)載線一定不能接觸到DC-DC轉(zhuǎn)換器曲線的頂端,而且不能移到它的下方。^HISTAIJI.I:=IXlT在圖6中,負(fù)載線電阻(RS,數(shù)值等于-1/斜率)有一個上限,稱為RBIstable^HISTAIJI.I:=IXlTIM|H|rhistaiji.i:rhistaiji.i:門丁m"'陽序小咼-Wz

'biit電源內(nèi)阻(RS)應(yīng)該始終小于RBistable。否則的話,就有嚴(yán)重降低工作效率或使DC-DC轉(zhuǎn)換器完全停止工作的危險。實際范例對于一個實際系統(tǒng),將[9]式所表示的電源效率及其內(nèi)阻之間的關(guān)系,用圖形表示出來會更有助于理解(圖7)。假設(shè)有下列條件:100〔sAostJkuLLl100〔sAostJkuLLlSOURCEEFFICIENCYASAFUNCTIONOFRstPl^DCDC-SOW^K-lOV.VMiN-ZV)0.25RsJH)Rbistaele0.5圖7.該電源效率隨電源內(nèi)阻變化曲線說明,對于一個給定的值,可能會有多個效率值PS=10V開路電源電壓VMIN=2V保證正常工作所需的最小輸入電壓PIN=50W輸入DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率(Pout/EFFDcdc)利用[12]式,可計算出RbistablE為0.320Q。方程[9]的圖形表明,電源效率隨著RS的增加而跌落,在Rs=Rbistable時跌落達20%。注意:該結(jié)論并不具有普遍性,對于每個應(yīng)用,必須分別進行計算。Rs的來源之一,是所有電源無法避免的、有限的輸出電阻,它可通過負(fù)載調(diào)整來確定,后者通常定義為:負(fù)載調(diào)整=|I3||I4|QI丨||仃灼(Vno-i.(mi)-I'iiii.i.-ijcmii|I3||I4|QIPoweL-SupplyOutputResistance二l.ii-.門||ciI|-ur.r.-i.()AD所以,Powei-SLipplyOulputResistance二【川皿「鑒ubLiuiiiVNeimi』一個具有1%負(fù)載調(diào)整的5V/10A電源,輸出電阻僅5.0mQ—對于10A負(fù)載還不算大。普通應(yīng)用中的電源效率搞清楚多大的電源內(nèi)阻(RS)可以接受,以及該項參數(shù)對于系統(tǒng)效率有什么樣的影響,是很有必要的。前面已經(jīng)提到,RS必須低于Rbistable,但是,究竟應(yīng)該低多少?要回答這個問題,可以根據(jù)[9]式,解出RS和EFFsource的關(guān)系,并分別求出EFFsource為95%、90%和85%時的對應(yīng)值。RS95是在給定的輸入輸出條件下,95%電源效率所對應(yīng)的Rs??紤]以下四個采用普通DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用實例。實例1:從5V輸入提供3.3V輸出,負(fù)載電流2A。對于95%的電源效率,需要特別注意的是,保持5V電源和DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入端之間的電阻遠低于162mQ。注意到Rs90=RBISTABLE。這樣的Rs90值同時說明,效率會同樣容易地從90%變?yōu)?0%!需要注意的是,系統(tǒng)效率(而非電源效率)是電源效率、DC-DC轉(zhuǎn)換器效率和負(fù)載效率三者的乘積。實例1.釆用MAX797或MAX1653DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用(IOUT=2A)VPsVouTiouT VMiNEFFDCDCPouT RBisTABLE Rs95 Rs90 Rs855V3.3V2A 4.5V90% 6.6W 0.307Q 0.162Q 0.307Q 0.435Q實例2:除輸出電流容量外(從2A變?yōu)?0A),基本類同于實例1。注意到95%電源效率所要求的電源內(nèi)阻降低了10倍(從162mQ到16mQ)。要獲得如此低的內(nèi)阻,應(yīng)采用2oz.敷銅PCB引線。實例2.釆用MAX797或MAX1653DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用(IOUT=20A)VViVEFFPR R95R90R85PsouTouTMiNDCDCouTBisTABLEs s s5V3.3V20A4.5V90% 66W0.031Q0.016Q0.031Q0.043Q實例3:從4.5V的電源電壓(即5V-10%),以5A電流提供1.6V輸出。系統(tǒng)要求111mQ的Rs95,可以達到,但不容易。實例3.有獨立+5V電源的MAX1710DC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用(VPS=4.5V)VVIVEFFPRR95R90R85PSOUTOUTMINDCDCOUTBISTABLESSS4.5V1.6V5A2.5V92%8W0.575Q0.111Q0.210Q0.297Q實例4:與實例3相同,但具有更高的電源電壓(Vps=15V,而非4.5V)。請注意一個很有用的折衷:大幅度增加輸入、輸出之間的電壓差,會造成DC-DC轉(zhuǎn)換器效率單方面的降低,但系統(tǒng)的總體效率得到了改善。Rs不再是問題,因為比較大的Rs95值(>1Q)很容易滿足。例如,一個帶有輸入濾波器和長輸入線的系統(tǒng),不需要特別考慮線寬和接插件電阻,就能很容易保證95%的電源效率。實例4.有獨立+5V電源的MAX1710DC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用(VPS=15V)VVIVEFFpR R95 R90 R85psOUTOUTMINDCDCOUTBIsTABLEs s s15V1.6V5A2.5V86%8W3?359Q1.149Q2?177Q3?084Q結(jié)論在查閱DC-DC轉(zhuǎn)換器的特性參數(shù)時,常傾向于將電源電壓設(shè)定在盡量接近輸出電壓的值,以便獲得最高的轉(zhuǎn)換效率。然而,這種策略對于其他一些元件,例如導(dǎo)線、連接器和走線布局等,提出了一些不必要的限制條件,并導(dǎo)致了成本的增加。而系統(tǒng)效率還是受到損害。本文所提供的分析方法,使得這種對于電源系統(tǒng)的折衷考慮更加直觀和顯而易見。參考文獻Erickson,RobertW.FundamentalsofpowerElectronics.ChapmanandHall,1997.Lenk,Ron.practicalDesignofpowersupplies.IEEEpress&McGrawHill,1998.Gottlieb,IrvingM.powersupplies,switchingRegulators,InvertersandConverters.secondEdition,TABBooks,1994.Wettroth,John."ControllerprovidesConstantpowerLoad."EDN,March14,1997.高頻開關(guān)電源模塊負(fù)載電流均分問題的研究摘要:本文重點研究多個高頻開關(guān)電源模塊的并聯(lián)運行需要解決的一個關(guān)鍵問題,就是負(fù)載電流的均分問題。即如果在并聯(lián)系統(tǒng)中沒有進行均流電路的硬件設(shè)計或軟件設(shè)計,則可能出現(xiàn)其中某個或某些電源模塊承擔(dān)比較大的負(fù)載電流,運行在極限狀態(tài),而有些模塊處于輕載運行,這將導(dǎo)致分擔(dān)電流多的模塊熱應(yīng)力大,致使系統(tǒng)的可靠性降低。詳細討論了均流的幾種控制方法,介紹了最大電流自動均流的均流控制電路仿真結(jié)果。1概述在電力系統(tǒng)中的直流系統(tǒng),由于普遍采用高頻開關(guān)電源模塊,而對于高頻模塊的冗余備份就提出了一個關(guān)鍵的問題,那就是模塊之間電流平均分配。針對多個高頻模塊的并聯(lián)系統(tǒng),提出基本要求是:系統(tǒng)中的所有模塊電源的外特性要一致,均流誤差通常規(guī)定為不超過5%;采用冗余供電系統(tǒng)以保證任一電源模塊損壞或者過流保護停止工作時,負(fù)載可以從備用模塊中獲得足夠的電量;(3)各個模塊承受的電流自動均流,為了提高系統(tǒng)的可靠性,盡可能不增加外部均流控制措施,減少均流失敗因素;(4)當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化的時候,應(yīng)能夠保持輸出電壓的穩(wěn)定,并使得系統(tǒng)具有良好的負(fù)載響應(yīng)特性,在負(fù)載突變的時候,不造成電流嚴(yán)重分配不均而停機。2均流的基本原理與線性電源相同,開關(guān)電源也具有如圖1所示的外特性(輸出特性)UO=f(IO)。R為開關(guān)電源的輸出電阻,其中也包括開關(guān)電源模塊連接到負(fù)載的導(dǎo)線或電纜的電阻。空載時,模塊輸出電壓為UOMAX,當(dāng)電流變化時,負(fù)載電壓變化厶U,該模塊的輸出電阻為:R=AU/AI。對電源模塊來說,當(dāng)電流增加了時,其輸出電壓降落了AU。因此上式也代表了開關(guān)電源的輸出電壓調(diào)整率。由圖1(a)可知,開關(guān)電源的負(fù)載電壓Vo與負(fù)載電流Io的關(guān)系可用下式表達:U0=UOmax-RIO(1)如圖1(b)所示,兩臺容量相同、參數(shù)相同的開關(guān)變換器并聯(lián),負(fù)載電壓分別表示如有下:TOC\o"1-5"\h\z= 一盡丄;1 (2)式中R1,R2分別為模塊1及模塊2的輸出電阻(包括電纜電阻)。設(shè)RLd為負(fù)載電阻,可解得:垃應(yīng)2+(應(yīng)1+即隔 ?:⑷[_駕%+(%-4)鬆\o"CurrentDocument"駕禺++&'Rid (封由圖1(b)可見,當(dāng)負(fù)載電流為時,負(fù)載電壓為Uo,按兩個模塊的外特性(電壓調(diào)整率)分配負(fù)載電流ILd,斜率不相等,電流分配也不相等。當(dāng)負(fù)載電流增大到心";1+心時,負(fù)載電壓為巴

顯見,模塊1外特性斜率小(即輸出電阻?。?,分配電流的增長量比外特性斜率大的模塊2增長量大。如果能設(shè)法將模塊1的外特性斜率(即輸出電阻)調(diào)整得接近模塊2,則可使這兩個模塊的電流分配接近均勻。使模塊1和模塊2外特性相近的方法如下:(1) 盡量使用性能和參數(shù)一致的器件,并使結(jié)構(gòu)和安裝盡量對稱;(2) 利用反饋控制的方式,調(diào)整各個模塊的外特性,使它們接近一致。后者就是均流技術(shù)的基礎(chǔ)。3均流原理分析與研究實現(xiàn)均流的方式多種多樣,它們的均流精度以及均流原理也是各不相同。常見的均流方法如外特性下垂法、主從法、平均電流法、最大電流法、熱應(yīng)力自動均流法、外加均流控制器法等。3.1外特性下垂法外特性下垂法又稱電壓調(diào)整率法,均流控制原理圖見圖2。其機理是調(diào)節(jié)變換器的外特性斜率(輸出電阻),在各模塊間合理分配電流。實質(zhì)是利用開關(guān)電源輸出電阻的開環(huán)技術(shù)來獲取電流輸出平衡。這種均流的缺點很明顯,本質(zhì)上是一種開環(huán)控制,在小電流時電流分配特性差,重載時分配特性好一些,但仍不均衡。而且為了實現(xiàn)均流,各模塊需要個別調(diào)整,對于不同額定功率的模塊難以實現(xiàn)均流。圖2外特性下垂法均流控制原理圖由于外特性下垂法的系統(tǒng)電壓調(diào)整率差,因此這一方法不可能用在電壓調(diào)整率很高(例如小于3%)的電源系統(tǒng)中。3.2平均電流自動均流法平均電流自動均流不需要外部控制器,用單一總線連接所有電源模塊。此種均流方法完全是建立在一個數(shù)學(xué)模擬電路(平均值電路)的基礎(chǔ)上,其原理如圖3所示。由于模塊的輸出電流隨著輸出電壓變化,從而實現(xiàn)模塊間負(fù)載電流的均分。+Vo阮切1Igfoi+Vo阮切1Igfoi(a)單臺(b)兩臺并聯(lián)均流控制黠”字p負(fù)篥電流功率級均流控制黠”字p負(fù)篥電流功率級圖3平均電流自動均流控制原理圖按平均電流均分負(fù)載電流的方法可以精確的實現(xiàn)負(fù)載均流,但它同時存在缺陷。例如當(dāng)均流母線發(fā)生短路或者在均流母線上的任何一個模塊出現(xiàn)故障時,將會使均流母線電壓降低,從而使得各模塊的輸出電壓降低,甚至達到其下限值,引起整個系統(tǒng)發(fā)生故障。3.3主從設(shè)置均流法主從設(shè)置法適用于有電流型控制的并聯(lián)開關(guān)電源系統(tǒng)中。在采用電流型脈寬調(diào)制的集成控制器件的開關(guān)電源中,電源的輸出電流基本上決定于控制芯片內(nèi)誤差放大器的輸出電壓Ve。當(dāng)并聯(lián)的開關(guān)電源模塊控制芯片相同時,可以按圖4實現(xiàn)系統(tǒng)均流。人為指定其中一個模塊為主模,其余的模塊為從模塊。主電源模塊監(jiān)控輸出電流,并確定誤差電壓。各個從模塊的電壓誤差放大器接成跟隨器的形式,主模塊的誤差電壓Ve輸入跟隨器,于是跟隨器的輸出均為Ve,它即是從模塊的電流基準(zhǔn),各個從模塊的電流都按同一Ve調(diào)節(jié),與主模塊電流基本一致,無論負(fù)載電流如何變化,均能實現(xiàn)負(fù)載電流的均分。PWM >PWM >%十vc圖4主從設(shè)置法均流控制原理圖這種均流方法的精度比較高,但它的缺陷是,一旦系統(tǒng)所

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