單線線並聯方案可以更好的提升功率水平
發布時間:2013-01-06 責任編輯:easonxu
【導讀】新的單線線並聯方案可以提升功率水平,零電流開關的DC-DC轉換器利用獨創的負載均分方法,克服了傳統方案的缺點。這種架構容許設計師利用AC耦合單線並聯提供更多功能。
為了提升功率水平或提供冗餘備份,設計師都會並聯多個供電器或DC/DC轉zhuan換huan器qi。無wu論lun他ta們men選xuan用yong的de是shi哪na一yi種zhong並bing聯lian模mo式shi,均jun流liu是shi十shi分fen重zhong要yao的de考kao慮lv因yin素su。因yin為wei備bei有you均jun流liu的de架jia構gou,可ke以yi減jian輕qing熱re處chu理li要yao求qiu,改gai善shan瞬shun態tai反fan應ying,同tong時shi可ke以yi延yan長chang同tong一yi數shu組zu內nei的de模mo塊kuai壽shou命ming。
目前兩種最常采用的並聯方法是驅動器/倍增器(主/從)數組及DC耦合單線並聯,但兩者各有缺點,設計師需要一種可以兼備傳統並聯方法的優點,同時避免它的缺點的方法。
有一種由具有智能的模塊組成的數組,利用單線AC連lian接jie模mo塊kuai,在zai同tong一yi時shi間jian內nei隻zhi有you一yi個ge模mo塊kuai發fa出chu指zhi令ling,可ke以yi滿man足zu他ta們men的de需xu要yao,隻zhi需xu要yao用yong極ji簡jian單dan的de單dan線xian並bing聯lian架jia構gou,無wu論lun在zai正zheng常chang或huo特te殊shu的de環huan境jing下xia操cao作zuo,整zheng個ge數shu組zu便bian能neng提ti供gong極ji佳jia的de瞬shun態tai反fan應ying及ji免mian噪zao聲sheng幹gan擾rao能neng力li。
傳統並聯方法
大部分轉換器采取驅動器/倍增器數組來提高功率,這種數組內通常有一個智能模塊(驅動器)及一個或多個功率模塊(倍增器)。驅qu動dong器qi用yong來lai設she定ding及ji控kong製zhi輸shu出chu電dian壓ya,而er倍bei增zeng器qi用yong來lai倍bei數shu級ji增zeng大da輸shu出chu功gong率lv。這zhe隻zhi是shi一yi個ge單dan線xian控kong製zhi循xun環huan,避bi免mian環huan內nei有you環huan的de複fu雜za控kong製zhi形xing成cheng不bu穩wen的de問wen題ti,瞬shun態tai反fan應ying極ji佳jia。但dan這zhe種zhong方fang法fa不bu支zhi持chi冗rong餘yu備bei份fen或huo容rong錯cuo,如ru驅qu動dong器qi失shi效xiao,整zheng個ge數shu組zu便bian會hui停ting止zhi工gong作zuo。

圖1:傳統並聯方法
DC耦合單線並聯:並(bing)聯(lian)兩(liang)隻(zhi)或(huo)以(yi)上(shang)模(mo)塊(kuai)。每(mei)隻(zhi)模(mo)塊(kuai)都(dou)有(you)智(zhi)能(neng),能(neng)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya),令(ling)數(shu)組(zu)內(nei)所(suo)有(you)模(mo)塊(kuai)都(dou)輸(shu)出(chu)相(xiang)同(tong)的(de)電(dian)流(liu)。這(zhe)個(ge)方(fang)案(an)可(ke)支(zhi)持(chi)備(bei)份(fen),但(dan)若(ruo)其(qi)中(zhong)一(yi)點(dian)出(chu)現(xian)失(shi)誤(wu),輕(qing)的(de)會(hui)失(shi)去(qu)均(jun)流(liu)功(gong)能(neng);嚴重的可能損毀所有模塊。原因是,以單線並聯,模塊與模塊間通電,牽一發而動全身。
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新的單線線並聯方案
零電流開關的DC-DC轉換器利用獨創的負載均分方法,克服了傳統方案的缺點。這種架構容許設計師利用AC耦合單線並聯提供更多功能。
采cai用yong零ling電dian流liu開kai關guan架jia構gou,每mei隻zhi模mo塊kuai都dou有you能neng力li在zai數shu組zu內nei作zuo主zhu導dao。輸shu出chu電dian壓ya最zui高gao的de模mo塊kuai,會hui傳chuan送song一yi個ge脈mai衝chong信xin號hao,指zhi揮hui其qi他ta模mo塊kuai同tong步bu工gong作zuo。由you於yu模mo塊kuai是shi在zai零ling電dian流liu瞬shun間jian開kai關guan,每mei個ge開kai關guan周zhou期qi傳chuan送song相xiang等deng的de能neng量liang,同tong步bu工gong作zuo的de模mo塊kuai便bian自zi動dong均jun流liu。碰peng到dao瞬shun變bian或huo其qi中zhong一yi隻zhi模mo塊kuai失shi效xiao,另ling一yi隻zhi模mo塊kuai的de輸shu出chu電dian壓ya變bian為wei最zui高gao者zhe,自zi動dong取qu代dai主zhu導dao位wei置zhi發fa出chu同tong步bu脈mai衝chong,不bu會hui影ying響xiang總zong線xian輸shu出chu。
這zhe種zhong民min主zhu的de同tong步bu均jun流liu數shu組zu實shi現xian了le簡jian單dan和he無wu功gong耗hao的de均jun流liu控kong製zhi。它ta提ti供gong一yi個ge簡jian便bian的de方fang案an,無wu須xu感gan應ying每mei個ge模mo塊kuai的de電dian流liu,然ran後hou個ge別bie調tiao節jie電dian壓ya。模mo塊kuai的de脈mai衝chong信xin號hao同tong時shi容rong許xu設she計ji師shi在zai並bing聯lian腳jiao間jian使shi用yong電dian容rong或huo變壓器,做成DCjueyuanouhe。zhekebimiandaozhigongdianshixiaodeneibuhuowaibuyinsuyingxiangqitamokuai,jiaqiangrongcuoxiaoneng。zhegejiagoudeqitayoudianbaokuoyouliangdeshunbianfanyinghebimianduocenghuanlukongzhiwenti。
利用這個AC信號(每隻模塊都有的雙向接口,用來輸出及接收模塊間的信號)。進一步改善係統的可靠性,設計師亦可以外加一些保護措施,即除了簡單地把所有PR腳連上外,還可以把引腳電容耦合(圖2),避免DC耦合或單線並聯等架構產生的潛在危機(因為單個模塊失效而影響整個數組,甚至損壞其他模塊)。如在每個模塊到總線間加上電容,也可避免上述問題。

圖2:引腳電容耦合
若數組內模塊距離很遠,或利用獨立電源工作,可以采用變壓器耦合變頻模塊來實現均流,見圖3.由(you)於(yu)均(jun)流(liu)的(de)信(xin)號(hao)是(shi)高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao),所(suo)以(yi)可(ke)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)耦(ou)合(he)。變(bian)壓(ya)器(qi)耦(ou)合(he)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)較(jiao)強(qiang)的(de)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)免(mian)擾(rao)性(xing),同(tong)時(shi)與(yu)主(zhu)電(dian)源(yuan)隔(ge)離(li),保(bao)持(chi)電(dian)壓(ya)在(zai)安(an)全(quan)的(de)低(di)水(shui)平(ping)。這(zhe)在(zai)需(xu)要(yao)機(ji)板(ban)對(dui)機(ji)板(ban)均(jun)分(fen)負(fu)載(zai)及(ji)備(bei)份(fen)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)特(te)別(bie)有(you)效(xiao)。由(you)於(yu)PR脈衝頻寬很窄,一個細小、低電容值的變壓器就足夠了。

圖3:變壓器耦合
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