摘要:多模块电源系统并联工作时,为了保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止一个或多个电源模块运行在电流极限值,而采用并联均流控制技术,可以很好地满足需要。文中分析了LTC4350自主均流法的工作原理和性能特点,采用LTC4350制作了两块实验电源模块,并让其并联工作,做均流和热插拔实验,达到了满意的效果。
引 言
由于大功率电源负载需求的增加以及分布式电源系统的发展,开关电源的并联应用技术日益重要。但是并联运行的各个开关电源模块特性并不一致,外特性好(电压调整率小)的模块可承担更多的电流,甚至过载,从而使某些外特性较差的模块运行于轻载状态,甚至基本上是空载运行。其结果必然加大了分担电流多的模块的热应力,从而降低了可靠性。但是并联的开关电源在模块间通常需要采用均流措施。它是实现大功率电源系统的关键,其目的在于保证模块间电流应力和热应力的均匀分配,防止一台或多台模块运行在自身的电流极限状态。
目前实现均流的方法有多种,而自主均流以其均流精度高,动态响应好,容易实现冗余技术等特点,而得到了广泛的应用。自主均流法自动设定主从电源模块,均流电路自动让输出电流最大的电源模块成为主模块,其余的电源模块则成为从模块。
1 LTC4350均流电路原理
如图1所示,感应电阻Rsense两端压降的高低,代表了开关电源LTC1629输出电流的大小,Rsense两端电压通过LTC4350内部的Isense功能块后转化为测量电流输出,并在增益电阻Rgain两端形成比较电压。此比较电压接在内部均流误差放大器E/A2功能块的反向输入端,并与接在E/A2正向输入端的均流母线电压相比较,如若不相等,误差电压就会在内部Iout功能块变成电流IADJ输出,IADJ就会在Rout两端形成压降,从而影响LTC1629的sense输入端电压,这样,开关电源稳压器LTC1629就自动调整输出电压,直到整个电源系统中所有LTC4350的GAIN引脚电压等于均流母线SB引脚的电压时,负载电流被均匀分配了,也就达到了均流的目的。
图1 LTC4350自主均流原理示意图
FB引脚外接反馈分压电阻器,并与LTC4350的内部基准电压比较,误差电压经过内部误差放大器E/A1放大之后,驱动均流母线SB,如果FB引脚电压小于或等于基准电压,二极管D1正向导通,E/A1输出驱动SB,若FB引脚电压高于基准电压,D1截止,E/A1则与SB断开。具有最高基准电压的LTC4350将驱动均流母线SB以及内部与其相连的20KΩ负载电阻(每个20KΩ负载代表着一个LTC4350),使均流母线达到适当的电流值。所有其他的LTC4350的COMP1引脚为低电位,断开与均流母线的连接。