反激式电路拓扑的DC/DC变换器并联输出的均流变换器设计
图2 CCM模式下的反激变换器的小信号模型
从中可以导出开环输出阻抗为:
(8)
其中
由式(8)可以看出,对设计好的Buck-Boost变换器,其输出阻抗仅为开关管导通比的函数。通过PWM控制开关管的导通占空比D,就可以控制变换器的开环输出阻抗。
Droop法均流原一体电感器理
分布式电源系统并联使用的好处是可以实现电源模块化和标准化系统设计,可以实现冗余设计,提高系统的可靠性。但同时要求并联的电源之间采取均流(Current-sharing)措施,以保证并联电源模块之间的电流应力和热应力均匀分配。
Droop法又叫改变输出内阻法、斜率控制法、电压下垂法、外特性下垂法、输出特性斜率控制法,线路简单,易于实现;均流精度不高,适用于电压电感器生产厂家调整率要求不高的并联系统。
图3 开关电源电路模型
图4 开关电源的输出曲线
如图3所示的单个开关电源,它的输出特性曲线如图4所示,其输出电压Vo与负载电流Io的关系为:
(9)
图5 两台开关电源并联的电路模型
色环电感器当两台开关电源按图5并联时,每个开关电源的负载电流为:
工字电感器 (10)
(11)
其中
图6 并联后开关电源的外特性斜率
从图6显见,外特性斜率小(即输出阻抗小)的电源,分配电流的增长量比外特性斜率大的电源增长量大。
Droop法实现均流的主要手段就是利用电流反馈调节每个变换器的外特性斜率,使并联变换器的输出阻抗接近一致,从而达到输出均流。
由前文所述,反激电路的输出阻抗为开关管导通占空比的函数,因此用反激电路实现Droop法均流的途径,应该通过电流检测信号控制开关管导通占空比来实现,或者说电流检测信号要参与PWM控制。
本文用Droop法设计了两个12V输出的并联DC/DC变换器,结构如图7所示,技术指标要求如下。
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