提升功率水平或提供冗餘備份的並聯設計
發布時間:2013-03-26 責任編輯:abbywang
【導讀】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轉換器。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,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。
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/DCzhuanhuanqi。wuluntamenxuanyongdeshinayizhongbinglianmoshi,junliushishifenzhongyaodekaolvyinsu。yinweibeiyoujunliudejiagou,keyijianqingrechuliyaoqiu,gaishanshuntaifanying,tongshikeyiyanchangtongyishuzuneidemokuaishouming。
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AClianjiemokuai,zaitongyishijianneizhiyouyigemokuaifachuzhiling,keyimanzutamendexuyao,zhixuyaoyongjijiandandedanxianbinglianjiagou,wulunzaizhengchanghuoteshudehuanjingxiacaozuo,zhenggeshuzubiannengtigongjijiadeshuntaifanyingjimianzaoshengganraonengli。
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:binglianliangzhihuoyishangmokuai。meizhimokuaidouyouzhineng,nengzidongtiaojieshuchudianya,lingshuzuneisuoyoumokuaidoushuchuxiangtongdedianliu。zhegefangankezhichibeifen,danruoqizhongyidianchuxianshiwu,qingdehuishiqujunliugongneng;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。
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。
zhezhongminzhudetongbujunliushuzushixianlejiandanhewugonghaodejunliukongzhi。tatigongyigejianbiandefangan,wuxuganyingmeigemokuaidedianliu,ranhougebietiaojiedianya。mokuaidemaichongxinhaotongshirongxushejishizaibinglianjiaojianshiyongdianronghuo變壓器,做成DC絕(jue)緣(yuan)耦(ou)合(he)。這(zhe)可(ke)避(bi)免(mian)導(dao)至(zhi)供(gong)電(dian)失(shi)效(xiao)的(de)內(nei)部(bu)或(huo)外(wai)部(bu)因(yin)素(su)影(ying)響(xiang)其(qi)他(ta)模(mo)塊(kuai),加(jia)強(qiang)容(rong)錯(cuo)效(xiao)能(neng)。這(zhe)個(ge)架(jia)構(gou)的(de)其(qi)他(ta)優(you)點(dian)包(bao)括(kuo)優(you)良(liang)的(de)瞬(shun)變(bian)反(fan)應(ying)和(he)避(bi)免(mian)多(duo)層(ceng)環(huan)路(lu)控(kong)製(zhi)問(wen)題(ti)。
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:外加把引腳電容耦合的保護措施
若ruo數shu組zu內nei模mo塊kuai距ju離li很hen遠yuan,或huo利li用yong獨du立li電dian源yuan工gong作zuo,可ke以yi采cai用yong變bian壓ya器qi耦ou合he變bian頻pin模mo塊kuai來lai實shi現xian均jun流liu,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yuPR脈衝頻寬很窄,一個細小、低電容值的變壓器就足夠了。

圖3:使用變壓器耦合
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