平行排列的原因
首先,您可能需要的电流超过单个电源模块的供电能力。将两个模块并联,可以有效地将负载电流提高一倍。此外,并联还可以减少所需电源模块的类型,通过并联多个低功率模块来满足更高的功率需求。.
为什么不直接使用大功率模块,而要采用并联呢?更大的模块可能效率低于同尺寸的模块,而且需要更大的被动元件,这会占用更多空间。设计这样的电源系统也并非易事——有时并联反而是更简单快捷的选择。此外,使用两个较小的DC/DC功率模块可以将散热分散到更大的PCB面积上,从而提高可靠性。.
第二个原因是为高可靠性系统提供冗余。如果转换器数量多于满足总负载电流所需的数量,即使其中一个发生故障,仍然可以提供相同的电流。常用的方案包括 N+1(带一个冗余转换器)、N+M 甚至 2N(以实现更高冗余度)。.
负载分担
两个并联的DC/DC转换器可能无法自动平均分配负载。即使它们的元件完全相同,由于元件容差,输出电压也会略有不同。输出电压较高的转换器通常会提供全部负载电流,使其满负荷运行,而另一个转换器则几乎不工作——这会形成热点,并缩短其预期寿命。.
此外,在采用并联冗余时,如果模块负载不均,且提供大部分电流的模块发生故障,则其备用模块必须迅速将负载从最小值增加到最大值。这会导致不必要的瞬态波动和输出的暂时性下降。.
并联转换器并确保转换器不会过载主要有两种方法:
- 下垂负载均衡 (DLS) – 该转换器采用“软”输出电压-电流特性设计。这使得每个转换器的输出电压会随着电流的增加而自动向下调节,从而使每个转换器大致分担总输出电流。.
- 主动式电流共享(ACS)是一种更复杂的设计,通常用于高功率转换器。信号线连接并联的转换器,并根据每个转换器中检测到的电流水平主动控制其内部开关操作。.
DLS的优势在于其结构简单——模块只需并联即可。缺点是空载到满载时电压会下降。负载均衡精度取决于各模块间的输出电压设定值范围和电压下降斜率。.
对于不具备电流均衡功能但支持外部电压调节的转换器,还有另一种选择。市面上有一些‘负载均衡’集成电路,可以外接调节转换器输出电压,从而实现所需的电流均衡。.
并行功能
并非所有现代DC/DC转换器都支持并联,或者它们的并联功能仅限于冗余而非电流共享。请查阅制造商的数据手册或联系您的Flex代表以获取建议。.
Flex 的许多功率模块都设计成易于并联,例如: PKM4817LNH, 无需任何外部元件或连接即可实现电流共享。Flex 功率模块的最新设计说明更详细地介绍了其产品的并联运行和负载共享,并探讨了优化电流共享以实现最大输出功率的设计注意事项。.
有关并行处理的更多信息,请阅读我们的 设计说明 DN006 ‘采用并联配置的模拟隔离式 DC/DC 电源模块’。.
为了及时了解我们最新的产品新闻和公告,请注册订阅我们的邮件列表。 通讯