多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用的方法

工程師在設(shè)計電源系統(tǒng)時，當(dāng)一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)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(guān)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(shè)計方案不當(dāng)，嚴(yán)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(shè)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(fù)載均衡，適用于輸出功率不大、準(zhǔn)確度要求不高的場合。

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模塊電源的控開關(guān)電路

模塊電源的遙控開關(guān)操作，是通過REM端進(jìn)行的。一般控制方式有兩種：

REM與－VIN(參考地)相連，遙控關(guān)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(guān)斷，要求VREM<0.4V。多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用的方法工程師在設(shè)計電源系統(tǒng)時，當(dāng)一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用。REM與 VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關(guān)斷，即所謂“懸空關(guān)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(shè)計中即使是普通的直流到直流開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計都會出現(xiàn)一系列問題，尤其在高功率電源設(shè)計中更是如此。除功能性考慮以外，工程師必須保證設(shè)計的魯棒性，以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制，當(dāng)然同時還要保證設(shè)計的進(jìn)度。另外，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。模塊化是開關(guān)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(shè)計成N 1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。不過，電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計中難預(yù)計的項目。有些人甚至認(rèn)為這簡直是不可能的，設(shè)計人員能做的就是在設(shè)計中進(jìn)行充分考慮，尤其在布局時。

從公式2可以看出，減小開關(guān)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(shè)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(xì)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(jìn)而帶來其他問題。恰當(dāng)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(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)讓給國外制造商。電力電子開關(guān)器件和零開關(guān)轉(zhuǎn)換器技術(shù)的發(fā)展，促使了高頻開關(guān)電源的發(fā)展。結(jié)果，我的工作職責(zé)也發(fā)生了很大變化，我成了一名顧問，幫助電源設(shè)計新手解決文中提到的一系列需要權(quán)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(guān)的設(shè)計例子：設(shè)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(shè)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(guān)節(jié)點的回路面積。