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新型并聯開關電源的均流方法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月27日  

摘要:提出了一種新的用一個簡單的RC網絡檢測電流的方法,并在這種新的電流檢測方法基礎上實現并聯電源的均流。


0引言


在大功率DC/DC開關電源中,為了獲得更大的功率,特別是為了得到大電流時,經常采用N個單元并聯的方法。多個單元并聯具有高可靠性,并能實現電路模塊標準化等優點。然而在并聯中遇到的主要問題就是電流不均,特別在加重負載時,會引起較為嚴重的后果。普通的均流方法是采取獨立的PWM控制器的各個模塊,通過電流采樣反饋到PWM控制器的引腳FB或者引腳COMP,即反饋運放的輸入或者輸出腳來凋節輸出電壓,從而達到均流的目的。顯然,電流采樣是一個關鍵問題:用電阻采樣,損耗比較大,電流放大后畸變比較大;用電流傳感器成本高;用電流互感器采樣不是很方便,州時會使電流失真。本文提出了一種新型的、方便的、無損的電流采樣方法,并在這種電流檢測方法的基礎上實現了并聯系統的均流。


l一種新的電流采樣方法


如前所述,在均流系統中一些傳統的電流采樣力法都或多或少有些缺點。而本文提出的這種新的電流采樣力法,既簡單方便,又沒有損耗。


下面以圖l所示的Buck電路為例,說明這種新的電流檢測方法的原理和應用。



電流檢測電路由一個簡單的RC網絡組成,沒流過L的電流為iL,流過C的電流為ic,L兩端的電壓為vL,輸出電壓為vo上電壓為vc,則有vL+iLR1+vo.=vc+icR(1)


對式(1)在一個開關周期求平均值得


式中:VL是電感上的電壓在一個開關周期的平均值,顯然VL=O;


Vo為輸出電壓平均值;


IL電感電流平均值,等于負載電流ILoad;


Ic是電容在一個開關周期內充放電電流的平均值,顯然Ic=0;


R1為電感的等效串聯電阻(ESR)。


于是式(2)可化為




所以,要檢測負載電流及電感電流的大小,只要檢測RC網絡電容上的電壓的大小就行了,這種方法可以很方便、簡易、沒有損耗地對電流進行采樣。


2基于新的電流采樣方法的均流原理


以兩路并聯Buck電路為例,如圖2所示。




由式(3)知,


Vc1=IL1R1+V


Vc2=IL2R2+V


式中:Vc1、Vc2分別為C1和C2上電壓的平均值;


IL1、IL2分別是L-和L2流過電流的平均值,亦即兩路輸出電流平均值;


R1及R2是濾波電感的等效串聯電阻,當在工藝上設計并聯電源每路輸出電感基本上一樣時,可以認為R1=R2。


因此,要控制兩路電流均流,即要求IL1=IL2,于是,只要控制Vc1=Vc2就行了。所以,電容C1及C2上的電壓Vc1和Vc2可以代表兩路電流IL1及IL2大小,可用來進行均流控制。


這樣,便可得到如圖3所示的控制框圖,



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