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開關(guān)電源并聯(lián)均流技術(shù)

作者: 時間:2011-02-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  ·由于電壓環(huán)工作頻帶寬,易受噪聲干擾。

  ·主/從單元間必須要有通訊聯(lián)系,所以整個系統(tǒng)較復(fù)雜。

  ·可靠性取決于主模塊,只能均流,不能構(gòu)成冗余系統(tǒng)。

  ·適用于n個功率單元的系統(tǒng)。

4.3外部電路控制法

 ?。?)工作原理

  每一個單元加一個輸出電流檢測電路來檢測它的電流,產(chǎn)生的反饋信號調(diào)節(jié)每個單元的電流,從而達到各單元間輸出均流的目的。在這種情況下,每個單元間應(yīng)有公共總線。

 ?。?)優(yōu)缺點

  ·這種控制方法均流效果較好,但是每個單元需附加一個電流控制電路,成為控制環(huán)路的一部分,需滿足環(huán)路的總體要求,否則會降低單元的指標及工作穩(wěn)定性,降低系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性。

  ·由于每個單元都需要一個控制電路,所以整個擴流系統(tǒng)連線較多。

4.4平均電流型自動負載均流法(自動均流)

  (1)工作框圖

見圖6,這種均流方式采用一個窄帶電流放大器,輸出端通過阻值為R的電阻連到均流母線上,n個單元采用n個這種結(jié)構(gòu)。

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圖6

  當輸出達到均流時,電流放大器輸出電流I1為零,這時IO1處于均流工作狀態(tài)。反之,在電阻R上產(chǎn)生一個Uab,由這個電壓控制A1,由A1再控制單元功率級輸出電流,最終達到均流。

  (2)特點

  ·均流效果較好,易實現(xiàn)準確均流。

  ·在具體使用中,如出現(xiàn)均流母線短路或接在母線上的一個單元不工作時,母線電壓下降,將使每個單元輸出電壓下調(diào),甚至達到下限,以致造成故障。并且當某一模塊的電流上升至Iomax時,電流放大器輸出電流也達到極限值,同時致使其它單元輸出電壓自動下降。

  ·可以構(gòu)成冗余系統(tǒng),均流模塊數(shù)理論上可以不限。

  ·缺點為了使系統(tǒng)在動態(tài)調(diào)節(jié)過程始終穩(wěn)定,通常要限制最大調(diào)節(jié)范圍,要將所有電壓調(diào)節(jié)到電壓捕捉范圍以內(nèi)。如果有一個模塊均流線短路,則系統(tǒng)無法均流。單個模塊限流也可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。在大系統(tǒng)中,系統(tǒng)穩(wěn)定性與負載均流瞬態(tài)響應(yīng)的矛盾很難解決。如果在圖6中的R支路上串一只二極管,則構(gòu)成所講的最大電流自動均流法。

4.5最大電流自動均流法(民主均流法,自動主/從控制法)

  (1)工作原理

  將圖6所示均流框圖中的電阻R用一個二極管代替,二極管正端接a,負端接b。這樣只有當n個單元中輸出電流最大的一個電流放大器輸出才能使二極管導(dǎo)通,從而影響均流母線電壓,進而達到該單元均流調(diào)節(jié)作用。這種方法一次只有一個單元參與調(diào)節(jié)工作。

 ?。?)特點

  ·在這種均流方式下,參與調(diào)節(jié)的單元由n個單元中的最大輸出電流單元決定,一次只有這個最大輸出電流單元工作,這個最大電流單元是隨機的,所以有人把這種均流方法叫做“民主均流法”。又由于一旦最大均流單元工作,它處于主控狀態(tài),別的單元則處于被控狀態(tài),因此又有人把這種方法叫做“自動主/從控制法”。

  ·由于二極管總有正向壓降,因而主單元均流總有誤差,而從單元的均流效果是較好的。美國優(yōu)尼則公司的UC3907集成均流控制芯片就工作在這種方式下。最大均流法的特點和平均電流法的特點相似。

4.6強迫均流法

  所謂強迫均流,就是通過監(jiān)控模塊實現(xiàn)均流。實現(xiàn)方式主要有軟件控制和硬件控制兩種。

  軟件控制是通過軟件計算,比較模塊電流與系統(tǒng)

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圖7

平均電流,然后再調(diào)整模塊電壓,使其電流與平均電流相等。軟件方式易于實現(xiàn),均流精度高,但其瞬態(tài)響應(yīng)比較差,調(diào)節(jié)時間長。

  硬件控制方式原理如圖7所示,取樣電壓Us與系統(tǒng)基準電壓Ur相比較產(chǎn)生誤差電壓Ue,該電壓送至每個模塊,與模塊電流相比較,調(diào)節(jié)模塊參考電壓,從而改變輸出電壓,調(diào)節(jié)輸出電流,實現(xiàn)均流。這樣,每個模塊都相當于電壓控制的電流源。這種均流方式精度高,動態(tài)響應(yīng)好,可控制模塊多,可以很方便的組成冗余系統(tǒng)。

  對這種硬件強迫均流方法的一種改進就是所謂的PWM強迫均流法。工作原理如圖8所示。

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圖8

  強迫均流依賴監(jiān)控模塊,如果監(jiān)控模塊失效,則無法均流,這一點使用時應(yīng)注意。在強迫均流中,每個監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的模塊數(shù)可達100個,參數(shù)設(shè)置好后(即使模塊電壓相差較大,如1伏或更大)不需任何調(diào)整,均流精度高于2.5%,負載響應(yīng)快(在幾百ms內(nèi)),無振蕩現(xiàn)象。

5小結(jié)

  本文主要討論了6種常用的均流。其中改變單元輸出內(nèi)阻法(斜率法)和最大電流自動均流法、強迫均流法應(yīng)用較廣,并且已有現(xiàn)成的集成控制芯片。同時,隨著微處理的迅速發(fā)展,整個系統(tǒng)可采用智能總線結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)均流冗余控制、故障檢測、故障信息顯示等功能,就會使均流效果更理想、使用界面更友好、更方便。


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