開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設(shè)備,視聽(tīng)產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈袋,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域。
常用幾種均流技術(shù)的工作原理
1、改變單元輸出內(nèi)阻法(斜率控制法、電壓下垂式、輸出特性斜率控制式)
實(shí)現(xiàn)方式:
·UO固定,改變斜率
·斜率固定,改變輸出電壓
(1)工作原理和特性曲線(xiàn)
開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)均流技術(shù)
見(jiàn)圖4(a)、(b),圖中△Imax=△UOImax/△Uslope,內(nèi)阻RO=△UO/△IO當(dāng)單元輸出電流IO1增加時(shí),IO1在電流檢測(cè)電阻RS上的壓降增加,致使A1輸出電壓增加,與單元電壓反饋信號(hào)Uf疊加后送至A2反相輸入端,經(jīng)A2放大后輸出Ur變負(fù),利用這個(gè)Ur電壓控制單元輸出電流,從而實(shí)現(xiàn)均流。
由圖4(b)可以看出:當(dāng)?shù)湫椭怠鱑O=±0.1%,△Uslope=±2%,則△Imax=0.05Imax,即調(diào)整精度為5%。這種調(diào)節(jié)精度對(duì)大多數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是能接受的。
(2)改變單元輸出內(nèi)阻法(斜率法)特點(diǎn)
·小電流時(shí)均流效果較差,這點(diǎn)可從公式
△Imax=0.05Imax看出。
·大電流時(shí)均流效果較好。
·對(duì)電壓源來(lái)說(shuō),內(nèi)阻RO(斜率)應(yīng)越小越好,但是這種均流方法利用改變RO來(lái)實(shí)現(xiàn)均流,降低了電源輸出的負(fù)載特性,即以犧牲電路的技術(shù)指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)均流。
·隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,這種方法很容易實(shí)現(xiàn)程控,從而實(shí)現(xiàn)比較理想的均流控制特性。
2、主/從控制法(Master/Slave)
(1)工作框圖
見(jiàn)圖5,在這種工作方式下用n個(gè)單元,其中一個(gè)單元(主控單元)工作在電壓源(CV)方式,其余n-1個(gè)單元工作于電流源(CC)方式,利用來(lái)自輸出電流的誤差電壓△U來(lái)實(shí)現(xiàn)均流控制。
它實(shí)際上是由電壓環(huán)(外環(huán))和電流環(huán)(內(nèi)環(huán))構(gòu)成電流控制型的雙環(huán)控制,或說(shuō)成是電壓控制的電流源。
(2)主要特點(diǎn)
·一旦主控單元出現(xiàn)故障則整個(gè)系統(tǒng)崩潰。
·由于電壓環(huán)工作頻帶寬,易受噪聲干擾。
·主/從單元間必須要有通訊聯(lián)系,所以整個(gè)系統(tǒng)較復(fù)雜。
·可靠性取決于主模塊,只能均流,不能構(gòu)成冗余系統(tǒng)。
·適用于n個(gè)功率單元的系統(tǒng)。
3、外部電路控制法
(1)工作原理
每一個(gè)單元加一個(gè)輸出電流檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)它的電流,產(chǎn)生的反饋信號(hào)調(diào)節(jié)每個(gè)單元的電流,從而達(dá)到各單元間輸出均流的目的。在這種情況下,每個(gè)單元間應(yīng)有公共總線(xiàn)。
(2)優(yōu)缺點(diǎn)
·這種控制方法均流效果較好,但是每個(gè)單元需附加一個(gè)電流控制電路,成為控制環(huán)路的一部分,需滿(mǎn)足環(huán)路的總體要求,否則會(huì)降低單元的技術(shù)指標(biāo)及工作穩(wěn)定性,降低系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
·由于每個(gè)單元都需要一個(gè)控制電路,所以整個(gè)擴(kuò)流系統(tǒng)連線(xiàn)較多。
4、平均電流型自動(dòng)負(fù)載均流法(自動(dòng)均流)
(1)工作框圖
見(jiàn)圖6,這種均流方式采用一個(gè)窄帶電流放大器,輸出端通過(guò)阻值為R的電阻連到均流母線(xiàn)上,n個(gè)單元采用n個(gè)這種結(jié)構(gòu)。
當(dāng)輸出達(dá)到均流時(shí),電流放大器輸出電流I1為零,這時(shí)IO1處于均流工作狀態(tài)。反之,在電阻R上產(chǎn)生一個(gè)Uab,由這個(gè)電壓控制A1,由A1再控制單元功率級(jí)輸出電流,最終達(dá)到均流。
(2)特點(diǎn)
·均流效果較好,易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確均流。
·在具體使用中,如出現(xiàn)均流母線(xiàn)短路或接在母線(xiàn)上的一個(gè)單元不工作時(shí),母線(xiàn)電壓下降,將使每個(gè)單元輸出電壓下調(diào),甚至達(dá)到下限,以致造成故障。并且當(dāng)某一模塊的電流上升至Iomax時(shí),電流放大器輸出電流也達(dá)到極限值,同時(shí)致使其它單元輸出電壓自動(dòng)下降。
·可以構(gòu)成冗余系統(tǒng),均流模塊數(shù)理論上可以不限。
·缺點(diǎn)為了使系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程始終穩(wěn)定,通常要限制最大調(diào)節(jié)范圍,要將所有電壓調(diào)節(jié)到電壓捕捉范圍以?xún)?nèi)。如果有一個(gè)模塊均流線(xiàn)短路,則系統(tǒng)無(wú)法均流。單個(gè)模塊限流也可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。在大系統(tǒng)中,系統(tǒng)穩(wěn)定性與負(fù)載均流瞬態(tài)響應(yīng)的矛盾很難解決。如果在圖6中的R支路上串一只二極管,則構(gòu)成所講的最大電流自動(dòng)均流法。
5、最大電流自動(dòng)均流法(民主均流法,自動(dòng)主/從控制法)
(1)工作原理
將圖7所示均流框圖中的電阻R用一個(gè)二極管代替,二極管正端接a,負(fù)端接b。這樣只有當(dāng)n個(gè)單元中輸出電流最大的一個(gè)電流放大器輸出才能使二極管導(dǎo)通,從而影響均流母線(xiàn)電壓,進(jìn)而達(dá)到該單元均流調(diào)節(jié)作用。這種方法一次只有一個(gè)單元參與調(diào)節(jié)工作。
(2)特點(diǎn)
·在這種均流方式下,參與調(diào)節(jié)的單元由n個(gè)單元中的最大輸出電流單元決定,一次只有這個(gè)最大輸出電流單元工作,這個(gè)最大電流單元是隨機(jī)的,所以有人把這種均流方法叫做“民主均流法”。 又由于一旦最大均流單元工作,它處于主控狀態(tài),別的單元?jiǎng)t處于被控狀態(tài),因此又有人把這種方法叫做“自動(dòng)主/從控制法”。
·由于二極管總有正向壓降,因而主單元均流總有誤差,而從單元的均流效果是較好的。美國(guó)優(yōu)尼則公司的UC3907集成均流控制芯片就工作在這種方式下。最大均流法的特點(diǎn)和平均電流法的特點(diǎn)相似。
6、強(qiáng)迫均流法
所謂強(qiáng)迫均流,就是通過(guò)監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)均流。實(shí)現(xiàn)方式主要有軟件控制和硬件控制兩種。
軟件控制是通過(guò)軟件計(jì)算,比較模塊電流,平均電流,然后再調(diào)整模塊電壓,使其電流與平均電流相等。軟件方式易于實(shí)現(xiàn),均流精度高,但其瞬態(tài)響應(yīng)比較差,調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)。
硬件控制方式原理如圖7所示,取樣電壓Us與系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓Ur相比較產(chǎn)生誤差電壓Ue,該電壓送至每個(gè)模塊,與模塊電流相比較,調(diào)節(jié)模塊參考電壓,從而改變輸出電壓,調(diào)節(jié)輸出電流,實(shí)現(xiàn)均流。這樣,每個(gè)模塊都相當(dāng)于電壓控制的電流源。這種均流方式精度高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,可控制模塊多,可以很方便的組成冗余系統(tǒng)。
強(qiáng)迫均流依賴(lài)監(jiān)控模塊,如果監(jiān)控模塊失效,則無(wú)法均流,這一點(diǎn)使用時(shí)應(yīng)注意。在強(qiáng)迫均流中,每個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的模塊數(shù)可達(dá)100個(gè),參數(shù)設(shè)置好后(即使模塊電壓相差較大,如1伏或更大)不需任何調(diào)整,均流精度高于2.5%,負(fù)載響應(yīng)快(在幾百ms內(nèi)),無(wú)振蕩現(xiàn)象。
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