[什么是电力开关]开关电源的并联均流技术详细分解

作者:易秋      发布时间:2021-04-20      浏览量:0
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管的开关时间比率,维持稳定输出电压的电源,开关电源一般由脉冲宽度控制(PWM)由IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,开关电源技术也在不断创新。目前,开关电源广泛应用于小型、轻量、高效的电子设备,是当今电子信息产业快速发展不可或缺的电源方式。1、主要用途广泛应用于工业自动控制、军需设备、科研设备、发光二极管照明、工业控制设备、通信设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷加热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、发光二极管照明、安全监控、发光二极管灯袋。2、开关电源并联均流技术,在实际应用中,由于直流稳定电源的输出参数(例如电压、电流、电力)不能满足要求,因此满足该参数要求的直流稳定电源存在重新开发、设计、生产的过程,需要增加电源的成本,延长交货时间因此,在实用中多采用模块化的结构方法,采用一定规格系列的模块化电源,根据一定的串联或并联方式,分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。但是,电源输出参数的扩展,仅仅是简单的串、并联方式,不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。无论电源模块是扩张还是扩张,都存在均压、均流的问题,解决方法的不同对整个电源扩张系统的稳定性、可靠性有很大影响。由于目前稳定电源输出扩流应用较多,本文只讨论开关电源并联均流技术。均流的主要任务是:(1)负荷变化时,每个电源的输出电压变化相同。(2)使各电源的输出电流按功率份额均等分配。提高系统可靠性的方法,(1)在电源并联扩展过程中,为了提高系统的工作稳定性,可以采用nm冗馀的方法。其中m代表冗余部分,m值越大,系统工作的可靠性越高,但系统成本也相应增加。(2)采用均流技术保证系统正常工作。在电源并联扩展中,广泛应用的方法是自动均流技术。通过采样、电子控制调节环路,保证整个系统的输出电流按各单元的输出能力均等分配,充分发挥各单元的输出能力,保证各单元的可靠工作目的。(3)均流技术应符合条件:。。所有电源模块单元应采用公共总线。整个系统应具有良好的均流瞬态响应特性。整个并联输出扩流系统有公共控制电路。(4)常用的几种并联均流技术:改变单元输出内阻法、斜率控制法)。主要是从控制法、控制法、matrlave开始的。外部控制电路法、平均电流型自动负载均流法开始,通过关于通过控制法、最大电流自动均流法(自动主/通过法、民主均流法)强制均流法、强制均流法、关于均流技术中常用的概念、关于均流法、关于、关于、关于、关于、关于、关于、关于、关于、关于、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关、关

1、图1(a)

图2(a)、(b)、输出电流IO=RFUREF/(RSR1)。

2、图2(a)

图3、肖,4、经常使用几种均流技术的工作原理;4.1.改变单元输出内阻法;1.改变单元输出内阻法;2.斜率控制法;下垂式输出特性;2.斜率控制式输出;2.实现方法;1.改变;3.改变;3.单元输出;2.改变;3.单元输出;2.改变;3.单元输出;3.斜率固定、输出;。

图4(a)、b)、图中△Imax=△UOImax/△Uslope、内阻RO=△UO/△IO当单元输出电流IO1增加时,IO1电流检测电阻RS上的压降增加,A1输出电压增加图4(b)典型值△UO=±0.1%,△Uslope=±2%,△Imax=0.05Imax,即调整精度为5%。这种调节精度对大多数调节系统都是可以接受的。(2)改变单元输出内阻法(斜率法)的特征是,小电流时均流效果差,可以从公式电影《△Imax=0.05Imax》中看出。大电流时均流效果好。·对于电压源来说,内阻RO(斜率)越小越好,但该均流方法通过改变RO实现均流,降低了电源输出的负荷特性,即通过牺牲电路的技术指标实现均流。随着微处理器技术的发展,该方法容易实现程序控制,实现理想的均流控制特性。4.2主/从控制法(Master/Slave),在电压源(CV)方式上工作,其馀n-1单元在电流源(CC)方式上工作,利用来自输出流的误差电压△U实现均流控制。实际上是由电压环(外环)和电流环(内环)构成电流控制型的双环控制,或者是电压控制的电流源。

图5,(2)主要特点,如果主控发生故障时系统整体崩溃。由于电压环的工作带宽,容易受到噪音的干扰。主/单元之间需要通信联系,整个系统很复杂。可靠性取决于主模块,只能均流,不能构成冗馀系统。适用于n个功率单元的系统。4.3外部电路控制法、、、、、、、、、、在这种情况下,每个单元之间都应该有公共总线。(2)优缺点这种控制方法均流效果好,但各单元需要追加电流控制电路,成为控制电路的一部分,必须满足电路的整体要求。否则,单元的技术指标和工作稳定性会下降,系统的动态响应特性会下降。由于每个单元需要控制电路,整个扩流系统连接较多。4.4平均电流型自动负载平均流法(自动平均流)。(1)工作框图、棕榈、棕榈6。该平均流法采用窄带电流放大器,输出端通过阻值为r的电阻连接到平均流母线,n个单元采用n个结构。

图6、输出达到均流时,电流功放输出电流I1为零,IO1处于均流工作状态。相反,在电阻R上产生Uab,通过该电压控制A1,通过A1再控制单元功率级输出电流,最终达到均流。(2)特点,均流效果好,容易实现正确的均流。具体使用中,如果均流母线短路或连接在母线上的单元不工作,母线电压下降,各单元输出电压下降,甚至达到下限,故障发生。另外,当某个模块的电流上升到Iomax时,电流放大器的输出电流也达到了极限值,同时其他单元的输出电压自动下降。可构成冗馀系统,均流模块数理论无限。缺点是为了使系统在动态调节过程中始终稳定,通常限制最大调节范围,将所有电压调节到电压捕获范围内。如果模块均流线短路,则系统不能均流。单个模块的限流也可能导致系统不稳定。在大系统中,很难解决系统稳定性和负载均流瞬态响应的矛盾。如果在图6中的r支路上二极管,构成最大的电流自动均流法。4.5最大电流自动均流法(民主均流法,自动主/控制法)、自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自流自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动

图7。图7所示的均流框图中的电阻R用二极管代替,二极管正端连接A,负端连接B。这样,只有在n个单元中输出电流最大的电流放大器输出,才能引导二极管,影响均流母线电压,达到该单元的均流调节作用。该方法一次只有一个单元参与调整。(2)特点是,在这种均流方式下,参与调节的单元由N个单元中最大的输出电流单元决定,一次只有这个最大的输出电流单元工作,这个最大的电流单元是随机的,因此有人称之为民主均流法。另外,最大均流单元工作后,处于主控制状态,其他单元处于被控制状态,因此也有人称之为自动主/从控制法。由于二极管总是有正向压降,主单元的均流总是有误差,从单元的均流效果很好。美国优尼则公司的UC3907综合均流控制芯片以这种方式工作。最大均流法的特点与平均电流法的特点相似。4.6强迫均流,所谓强迫均流,就是通过监控模块实现均流。实现方式主要有软控和硬控两种。软件控制是通过软件计算,对比模块流量,对比模块流量,然后对模块流量进行调整,使其流量与平均流量相等。软件方式易于实现,均流精度高,但其瞬态响应差,调节时间长。硬件控制方式原理如图7所示,采样电压Us与系统标准电压Ur对比产生误差电压Ue,该电压送到各个模块,对比模块电流,调节模块参考电压,改变输出电压,调节输出电流,实现均流。这样,每个模块都相当于电压控制的电流源。该均流方式精度高,动态响应好,控制模块多,易于构成冗馀系统。强制均流取决于监控模块,如果监控模块失效,则不能均流,这一点在使用时要注意。在强制均流中,每个监控系统监控的模块数量可达100个,参数设置后(即使模块电压相差较大,如1伏或更大)不需要任何调整,均流精度高于2.5%,负载响应快(在数百毫秒以内),无振动现象。5、小结,本文主要讨论了6种常用的均流技术。其中,改变单元输出内阻法(倾斜法)和最大电流自动均流法,强制均流法广泛应用,现有集成控制芯片。同时,随着微处理技术的快速发展,整个系统可以采用智能总线结构,实现均流冗馀控制、故障检测、故障信息显示等功能,使均流效果更加理想,使用界面更加友好方便。