. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Power tipy XXVII - Paralelní řazení napájecích zdrojů

Power tipy XXVII - Paralelní řazení napájecích zdrojů

Jaké jsou základní podmínky a jaké jsou hlavní výhody paralelního řazení napájecích zdrojů? To je tématem dalšího pokračování seriálu Power Tip.

V dalším díle seriálu Power Tip bych rád přiblížil jednoduchý způsob paralelního řazení napájecích zdrojů.
Mezi hlavní podmínky takových řešení patří:

  1. Obvod bez jediného bodu, který by mohl zapříčinit selhání celého systému
  2. V důsledku předchozí podmínky není možné použít konfiguraci typu master-slave
  3. Minimální počet dalších spojů
  4. Žádný nepříznivý dopad na účinnost zdroje
  5. Dobrá regulační odezva
  6. Definovatelná výstupní dynamika.

Všechny tyto požadavky lze jednoduše splnit pomocí tzv. Droop metody (metody poklesu).

Tato metoda je založena na skutečnosti, že výstupní napětí napájecího zdroje při vzrůstajícím výstupním proudu klesá. Jak je zakresleno na obr. 1, paralelní napájecí zdroj má tendenci vyrovnávat výstupní proud, odebíraný připojenou zátěží. Na obrázku je zachycen příklad závislosti výstupního napětí na výstupním proudu tří shodných napájecích zdrojů. Mírně odlišné hodnoty V-A charakteristiky jsou způsobeny tolerancí jednotlivých součástek. Vodorovný přerušovaný průběh představuje výstupní napětí pro danou hodnotu zátěže, kdy jsou všechny tři kanály napájecího zdroje spojeny paralelně. Jeho průsečíky se šikmými průběhy představují výstupní proudy jednotlivých zdrojů.

Ve skutečnosti je však tato metoda zcela degradována regulačním systémem.


Obr. 1: Paralelní řazení napájecích zdrojů umožňuje rozložení výstupního proudu

V první řadě tedy musíme nalézt vhodný kompromis mezi rozložením proudu do jednotlivých kanálů a funkcí zpětné regulační smyčky. Prvním krokem by přitom mělo být stanovení maximální regulační tolerance, tj., jak daleko se může náš návrh odchýlit od jmenovité výstupní hodnoty. Důležitými podmínkami je přitom také teplotní závislost zdroje referenčního napětí a tolerance děliče (viz Power Tip 18).

Volbou hodnoty odporového děliče je možné nastavit požadovanou velikost výstupního napětí. To přitom ovlivňuje jeho přesnost, avšak nemá vliv na rozložení proudů do jednotlivých zdrojů. Potom je možné zaměřit se na sklon jednotlivých průběhů a povolenou hodnotu odchylky. Můžeme-li přitom vycházet z předpokladu, že sklon této křivky je relativně konstantní, je mezi jednotlivými proměnnými následující vztah:

Kde:
SPA = Požadovaná přesnost v procentech
D = Pokles napětí při přechodu z nulového na plné zatížení
LE = Maximální výstupní proud, nebo jeho poměr od nulové hodnoty v procentech

Tímto jednoduchým vzorcem je možné definovat celou zmíněnou metodu. Pro splnění daných podmínek je však potřeba zajistit extrémně přesné nastavení výstupního napětí a sklon křivky získat při měření hodnoty výstupního proudu. Příklad, který je uveden na obr. 1, je navržen s tolerancí 3,5 procenta a 20 procenty odstupu napětí. Ovšem to ve výsledku může znamenat až 35-procentní rozdíl zatížení jednotlivých zdrojů dané sestavy. Takové řešení může být sice dobře akceptovatelné u vyššího napětí, nikoliv avšak u zdrojů nízkého napětí.

Prvním z možných řešení tohoto problému je vytvoření úbytku napětí na velkém odporu, zařazeném do série s výstupem zdroje. Zde však narážíme na problémy s tolerancí a především výslednou ztrátou. V uvedeném příkladu by totiž na tomto odporu docházelo k výkonové ztrátě větší než 20 procent. Druhým řešením je měření výstupního proudu napájecího zdroje, jeho zesílení a použití k vyrovnání výstupního napětí daného kanálu. Jednoduchým způsobem tak docílíme změny napěťového regulačního obvodu na proudový regulační obvod, což je snadno proveditelné a vhodné pro použití při paralelním řazení zdrojů. Tím, že omezíme zisk DC regulační smyčky, jednoduše získáme tzv. syntetický odpor. Dodatek 1 obsahuje jednoduchý postup výpočtu výstupní impedance obvodu na obr. 2. Výsledkem této metody je stav, kdy je výstupní impedance daného systému je rovna záporné hodnotě inverzního zisku kompenzátoru. Jediným drobným problémem je skutečnost, že většina napájecích zdrojů obsahuje v obvodu kompenzace integrační článek. Právě ten obvykle stojí za velmi vysokým ziskem kompenzace DC napětí. K řešení však stačí pouze omezení stejnosměrného zesílení komparátoru na přijatelnou velikost. Obvykle pouhým doplněním rezistory do zpětné vazby chybového zesilovače.


Obr. 2: Nejjednodušší metoda řešení spočívá v měření výstupního proudu

Nezapomeňte na Power Tip i příští týden, kdy budeme diskutovat teplotě hot-swap řadičů.

Pro více informací o tomto a dalších řešení napájení, navštivte adresu: www.ti.com/power-ca.

Dodatek 1: Odvození uvedeného vzorce pro proudový režim

Viz obr. 2.

Autor: Robert Kollman, Texas Instruments







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk
Příbuzné články:
Power tipy I - Výběr správné pracovní frekvence spínaného zdroje
Power tipy II - Jak omezit vliv rušení zdroje
Power tipy III - Tlumení vstupního filtru - Díl 1 z 2
Power tipy IV - Tlumení vstupního filtru - Díl 2 z 2
Power tipy V - Záporné napětí ze snižujícího regulátoru
Power tipy VI - Správné měření napájecího zdroje
Power tipy VII - Efektivní napájení výkonových LED
Power tipy VIII - Omezení EMI technikou rozprostřeného spektra
Power tipy IX - Odhad nárůstu teploty výkonových součástek
Power tipy X - Přechodová odezva napájecího zdroje
Power tipy XI - Řešení ztrát v obvodu napájení
Power tipy XII - Maximalizování účinnosti napájecího zdroje
Power tipy XIII - Omezte ztráty v jádře indukčnosti
Power tipy XIV - Zdroj topologie SEPIC zajišťuje vyšší účinnost
Power tipy XV - Levný a výkonný budič LED
Power tipy XVI - Tlumení propustného měniče
Power tipy XVII - Komutační obvod u Flyback regulátoru
Power tipy XVIII - Jednoduché zlepšení stability regulátoru
Power tipy XIX - Snadné získání více záporných napětí
Power tipy XX - Parazitní rezonance v napájecím zdroji
Power tipy XXI - Hlídejte RMS proud kondenzátorů
Power tipy XXII - Vyhněte se častým problémům s chybovým zesilovačem
Power tipy XXIII - Zlepšení regulační odezvy zdroje - část 1
Power tipy XXIV - Převod paralelní impedance na sériovou
Power tipy XXV - Zlepšení regulační odezvy zdroje - část 2
Power tipy XXVI - Přenos vysokofrekvenční energie vodičem
Power tipy XXVII - Paralelní řazení napájecích zdrojů
Power tipy XXIIX - Krátkodobé zvýšení teploty v obvodech MOSFET - část 1
Power tipy XXIX - Krátkodobé zvýšení teploty v obvodech MOSFET - část 2
Power tipy XXX - Síťový zdroj s obyčejným obvodem
Power tipy XXXI - Poměr vnitřních odporů v synchronním regulátoru
Power tipy XXXII - Pozor na proudy v regulátorech SEPIC – část 1
Power tipy XXXIII - Pozor na proudy v regulátorech SEPIC – část 2
Power tipy XXXIV - Jednoduchý izolovaný napájecí zdroj
Power tipy XXXV - Omezení parazitní kapacity v transformátorech

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PUSBIO1R - Multifunkční relé s USB rozhraním
Multifunkční relé s USB rozhraním - PUSBIO1R patří do skupiny nové řady USB – relé a USB – I/O převodníků. Moduly jsou vybaveny výkonovými relé a izolovanými vstupy. Pro ovládání slouží aplikace PUSBIO – Control Software.
Skladem od 345 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007