多個電源模塊并聯(lián)應用的方法

工程師在設計電源系統(tǒng)時，當一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設計要求，通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應用。電源并聯(lián)運行是實現(xiàn)大容量、大功率電源系統(tǒng)的關鍵，不過若是并聯(lián)太多模塊，將會影響均流和可靠性，并聯(lián)設計方案不當，嚴重的還會燒毀模塊和后級電路。

目前常用的電源并聯(lián)電路設計方案有電阻并聯(lián)法、電流均流并聯(lián)法和二極管并聯(lián)法三種。電阻并聯(lián)法是指在模塊輸出端外分別串接電阻再并聯(lián)，原理是利用電阻的線性電壓實現(xiàn)負載均衡，適用于輸出功率不大、準確度要求不高的場合。

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模塊電源的控開關電路

模塊電源的遙控開關操作，是通過REM端進行的。一般控制方式有兩種：

REM與－VIN(參考地)相連，遙控關斷，要求VREF<0.4V。REM懸空或與 VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM與VIN相連，遙控關斷，要求VREM<0.4V。多個電源模塊并聯(lián)應用的方法工程師在設計電源系統(tǒng)時，當一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設計要求，通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應用。REM與 VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關斷，即所謂“懸空關斷”(－R)。

如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。

電源設計中即使是普通的直流到直流開關轉換器的設計都會出現(xiàn)一系列問題，尤其在高功率電源設計中更是如此。除功能性考慮以外，工程師必須保證設計的魯棒性，以符合成本目標要求以及熱性能和空間限制，當然同時還要保證設計的進度。另外，出于產品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮，電源產生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。模塊化是開關電源發(fā)展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設計成N 1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。不過，電源的電磁干擾水平卻是設計中難預計的項目。有些人甚至認為這簡直是不可能的，設計人員能做的就是在設計中進行充分考慮，尤其在布局時。

從公式2可以看出，減小開關節(jié)點的回路面積會有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍，電磁干擾會降低9.5dB，如果減小為原來的10倍，則會降低20 dB。設計時，從化圖4和圖5所示的兩個回路節(jié)點的回路面積著手，細致考慮器件的布局問題，同時注意銅線連接問題。盡量避免同時使用PCB的兩面，因為通孔會使電感顯著，進而帶來其他問題。恰當放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前，我所在的公司曾把我們的產品設計轉讓給國外制造商。電力電子開關器件和零開關轉換器技術的發(fā)展，促使了高頻開關電源的發(fā)展。結果，我的工作職責也發(fā)生了很大變化，我成了一名顧問，幫助電源設計新手解決文中提到的一系列需要權衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關的設計例子：設計人員希望降低終功率級中的電磁干擾。我只是簡單地將高頻輸出電容器移動到更靠近輸出級的位置，其回路面積就大約只剩原來的一半，而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設計者顯然不太懂得其中的道理，他稱那個電容為“魔法帽子”，而事實上我們只是減小了開關節(jié)點的回路面積。