准谐振零电流开关DC-DC电源并联操作
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开 具很高的嗓 声抗 干扰性 适合板封板 的冗余应用
文 集
这 些转换器实 际上是利 用脉冲来 实现均流。这 些 在并联总线 内的脉 冲使 每个模块的高频开关 同步 。 块 模
的并联端是一个双向的端口 （ 参沂图１ 中的Ｐ端） Ｒ 用
作传输及接收模块 间的信息 如主导 的模块失效 ． 另一
个棋块会自 动取而代之 不会影响整个阵列的操作。
操作情 况 图中间部分 的虚线分隔 了两个模块 ． 假设具
一
５７
Ｅ
Ｄ／ Ｃ Ｃ Ｄ 模块电源技术专题研讨会
Ｄ／Ｃ ｎ ｒｒ ｈｏｇ－ｃ Ｃｎ ｒ ｃ Ｃ Ｃ ｖ ｔ Ｔ ｎｌｙｏ ｓ ｆｅ ｅ Ｄ ｏ ｅｅ ｅ ｏ ｆｕ ｏ ｅ ｎ ｃ
备以下的条件 飞前 向零 电流模 块已被简化成一个不 隔离冲跳 准 谐振开关 的单元内 ２ 每个 转换器的输 出Ｌ Ｃ滤波器为恒流 负载模型
由于发 出的脉 冲信号容许设计 师选择于 Ｐ 端上加 Ｒ 国２ 变压器执合界面提供均流及ＳＬ Ｉｌｉ与主电源肠离 ＥＶ ａｏ ｓ ｔｎ ｏ 同步均 流可免除 每个模块所 需要 电源 感应或 测ｆ 电流的元件 。 其他优 点包括不影 响负载调节率 优 秀的 瞬 息反应 ． 没有 “ 环内环 ‘ ’ 控制 问题 及前文提到 的高程 度 的噪声抗干扰性能 等。
果。
当阵列内的模 块分隔很远 或独立 电源供 电时
可
利用变压器棍合 实现均流。 因为均流信 号是一个个脉冲 信号 ． 以用变压器祸合 。 种方法维持次端 低压隔离 可 这
（ ｃｎａ Ｌｗ ｌｇ Ｉ ｌｉ － ＥＶ 与主电源分 Ｓ ｏｄｒ ｏ Ｖ ｔ ｅ ａｏ ＳＬ ） ｅ ｙ ｏａ ｓ ｔｎ ｏ
保持调节输出电 压Ｖ，的能力． 只要把Ｐ 同步信号去 Ｒ
掉 即可。而 “ 奴隶 ‘ ’ 棋块 在失去控制器 的情形下 便 不 能调节 电压。在阵列内把某 些棋块变作 “ 奴隶 “ 以简 可 化布线 ．因为 “ 奴隶 一棋块 不需要把感应 接到负载上 ． 它们 只储要本地感应 即可
ｔ。 如果脉冲频率 相同。输出功率 同样会 相同＿因为两
圈 ３ 两个 第二代 模块 并联 阵列 的简化 电路
师可 以指令Ｖｃ「 ｉｏ的第二代转换器扮 演 “ 奴隶 “ 的角色 。 它需要 一个外加的 Ｐ Ｒ信号来操作 。而 “ 听令者 “则仍
这种按比例 分配的均 流方法是荃 于一个原 则 ．在 每个能ｆ转换 周期内 每只转换器都储存相 同分ｆ的能 Ａ在 Ｌ／ ｒｓ ｄＣｅ准谐振 容器内 如果两个准谐振 筒完全相 同 与输 １电压是 一样的 ．它们会各 自储存等分 的能 、
这 个频率最 高的模块会 变成主 导 ．而 阵列内的其 他模块便 成为 一 听令者 ’ ‘ 。虽然每个模块 仍然保持在次 级 控制器的输 出部分 发送 Ｐ 脉 冲的能力 ，但 当初级 控 Ｒ 制部 分接收 到第一个到达 的脉冲 时 ，转换器 同步操 作 ， Ｐ Ｒ总线的频率 ．如果主导者 失效 整个 阵列便与开 关
３次级控制由ｖ 及运放显示 （ ＊ 第二代电 源棋块的
实际操作是 运算放大器 的输 出推动一个 Ｖ Ｘ （ Ｃ Ｏ 电压 控制振 荡器） 。通 过一个空气磁芯 变压器 ，把脉冲从次 级端传送 到初级端 ）
一 只模块 ． 原因是 当一个能ｔ传输 周期完成后 开 关频
率最高的一个棋块会比其他模块更快地发出Ｐ 脉冲。 Ｒ
４初级控制器由Ｃ 洲驱－噩 ＴＬ Ｒ Ｒ示。 Ｒ有一个 Ｃ
输入 、 一个输 出及一 个输入／输 出端 口。由操 作放大器
传到雁 皿正输入口的 信号 护 Ｕ ） 日日Ｓ
Ｉｉ ｝ｒ Ｆ ｝
Ｌ越１ ”
频率次 高的模块同步． 这个特性在设 计高水平的容错及 冗余 阵列时 是十分 有用的。
通过连接Ｖ 到次级感应信号 （ｅ ｅ 电流设计 Ｓｎ ） ｓ
鼓 ５８
矛
这 种民主均流 阵列 提供一个可 能性 ． 实现简单 无 功耗均流 控制 无摇像其他均流 方法那样检测每个模块 的 电流 及调校每个 电压 所涉及的有 关取舍 图３ 绍 了Ｖｃｒ 司第二代模块在 并联阵列 内的 介 ｉ 公 ｏ
缪 劣 蕊 发 创敷
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Ｉ
圈 １ 同 步均流 架构 向化 均流控 制及提 升 容借 能 力
准谐振零电流开关Ｄ ／Ｃ ＣＤ 模块的并联操作
怀格香港有限公 司高级应用工程 师 刘广缝 在 孺要并联 多个电源 系统或模块 以增加输 出功率 或容错 目的的电源架构中 均流是一个很重要 的考虑因 素。 大部分 的模 块架构均流方法是人工增加输 出阻抗 或 真正感应输 出电流 ． 利用反馈控 制达到均流 。 若是 同步 均流 的架 构 便 不需要感应或ｔ 度电流器件 也 无僻人 工增加输 出阻抗。后者会影 响负载调整率 。 它与模块 内的拓扑结构 有关 ．有些 模块内部 的拓 扑结构容许在 每个开关周期传输相 同分， 的能ｔ 只有 这些模块 才能实现同步均流 。其 中一个例子便是 Ｖｃｒ ｉｏ 公司的琴 电流开关准谐振 Ｄ ／ Ｃ转换器 。在同步 阵列 ＣＤ 中． 每个模块都 可以主导控制阵列 ． 组成一个 “ 民主阵 列 。 主导 的模 块会在总线 内向阵列内的其他模块发 送 脉冲指令 使 整个阵列 同步 接电容或 变压器 完成 Ｄ Ｃ隔离祸合。 这种 祸合方法 可 防止阵列 内单 个模块失效而影 响其他 模块 改善容错效
只棋块 的输出电压一样ຫໍສະໝຸດ ．输出电流 自然平 均分配。Ｖｃｒ 第二代转换器的Ｐ 总 具有非常独特的 ｉ 的 ａ Ｒ 线
功能 。 容错阵列 中． 在 它使 其他所有模块 的开关频率 与 其 中一个模块 同步 ． 由此来实现均流 。 种主导与 附属 这 的关系是 自动发生的。在阵列内开关频率最 高的一个模 块会 自设 成为发令者 在Ｐ Ｒ总线 内传送 到阵列内的每
文 集
这 些转换器实 际上是利 用脉冲来 实现均流。这 些 在并联总线 内的脉 冲使 每个模块的高频开关 同步 。 块 模
的并联端是一个双向的端口 （ 参沂图１ 中的Ｐ端） Ｒ 用
作传输及接收模块 间的信息 如主导 的模块失效 ． 另一
个棋块会自 动取而代之 不会影响整个阵列的操作。
操作情 况 图中间部分 的虚线分隔 了两个模块 ． 假设具
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Ｄ／ Ｃ Ｃ Ｄ 模块电源技术专题研讨会
Ｄ／Ｃ ｎ ｒｒ ｈｏｇ－ｃ Ｃｎ ｒ ｃ Ｃ Ｃ ｖ ｔ Ｔ ｎｌｙｏ ｓ ｆｅ ｅ Ｄ ｏ ｅｅ ｅ ｏ ｆｕ ｏ ｅ ｎ ｃ
备以下的条件 飞前 向零 电流模 块已被简化成一个不 隔离冲跳 准 谐振开关 的单元内 ２ 每个 转换器的输 出Ｌ Ｃ滤波器为恒流 负载模型
由于发 出的脉 冲信号容许设计 师选择于 Ｐ 端上加 Ｒ 国２ 变压器执合界面提供均流及ＳＬ Ｉｌｉ与主电源肠离 ＥＶ ａｏ ｓ ｔｎ ｏ 同步均 流可免除 每个模块所 需要 电源 感应或 测ｆ 电流的元件 。 其他优 点包括不影 响负载调节率 优 秀的 瞬 息反应 ． 没有 “ 环内环 ‘ ’ 控制 问题 及前文提到 的高程 度 的噪声抗干扰性能 等。
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当阵列内的模 块分隔很远 或独立 电源供 电时
可
利用变压器棍合 实现均流。 因为均流信 号是一个个脉冲 信号 ． 以用变压器祸合 。 种方法维持次端 低压隔离 可 这
（ ｃｎａ Ｌｗ ｌｇ Ｉ ｌｉ － ＥＶ 与主电源分 Ｓ ｏｄｒ ｏ Ｖ ｔ ｅ ａｏ ＳＬ ） ｅ ｙ ｏａ ｓ ｔｎ ｏ
保持调节输出电 压Ｖ，的能力． 只要把Ｐ 同步信号去 Ｒ
掉 即可。而 “ 奴隶 ‘ ’ 棋块 在失去控制器 的情形下 便 不 能调节 电压。在阵列内把某 些棋块变作 “ 奴隶 “ 以简 可 化布线 ．因为 “ 奴隶 一棋块 不需要把感应 接到负载上 ． 它们 只储要本地感应 即可
ｔ。 如果脉冲频率 相同。输出功率 同样会 相同＿因为两
圈 ３ 两个 第二代 模块 并联 阵列 的简化 电路
师可 以指令Ｖｃ「 ｉｏ的第二代转换器扮 演 “ 奴隶 “ 的角色 。 它需要 一个外加的 Ｐ Ｒ信号来操作 。而 “ 听令者 “则仍
这种按比例 分配的均 流方法是荃 于一个原 则 ．在 每个能ｆ转换 周期内 每只转换器都储存相 同分ｆ的能 Ａ在 Ｌ／ ｒｓ ｄＣｅ准谐振 容器内 如果两个准谐振 筒完全相 同 与输 １电压是 一样的 ．它们会各 自储存等分 的能 、
这 个频率最 高的模块会 变成主 导 ．而 阵列内的其 他模块便 成为 一 听令者 ’ ‘ 。虽然每个模块 仍然保持在次 级 控制器的输 出部分 发送 Ｐ 脉 冲的能力 ，但 当初级 控 Ｒ 制部 分接收 到第一个到达 的脉冲 时 ，转换器 同步操 作 ， Ｐ Ｒ总线的频率 ．如果主导者 失效 整个 阵列便与开 关
３次级控制由ｖ 及运放显示 （ ＊ 第二代电 源棋块的
实际操作是 运算放大器 的输 出推动一个 Ｖ Ｘ （ Ｃ Ｏ 电压 控制振 荡器） 。通 过一个空气磁芯 变压器 ，把脉冲从次 级端传送 到初级端 ）
一 只模块 ． 原因是 当一个能ｔ传输 周期完成后 开 关频
率最高的一个棋块会比其他模块更快地发出Ｐ 脉冲。 Ｒ
４初级控制器由Ｃ 洲驱－噩 ＴＬ Ｒ Ｒ示。 Ｒ有一个 Ｃ
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频率次 高的模块同步． 这个特性在设 计高水平的容错及 冗余 阵列时 是十分 有用的。
通过连接Ｖ 到次级感应信号 （ｅ ｅ 电流设计 Ｓｎ ） ｓ
鼓 ５８
矛
这 种民主均流 阵列 提供一个可 能性 ． 实现简单 无 功耗均流 控制 无摇像其他均流 方法那样检测每个模块 的 电流 及调校每个 电压 所涉及的有 关取舍 图３ 绍 了Ｖｃｒ 司第二代模块在 并联阵列 内的 介 ｉ 公 ｏ
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圈 １ 同 步均流 架构 向化 均流控 制及提 升 容借 能 力
准谐振零电流开关Ｄ ／Ｃ ＣＤ 模块的并联操作
怀格香港有限公 司高级应用工程 师 刘广缝 在 孺要并联 多个电源 系统或模块 以增加输 出功率 或容错 目的的电源架构中 均流是一个很重要 的考虑因 素。 大部分 的模 块架构均流方法是人工增加输 出阻抗 或 真正感应输 出电流 ． 利用反馈控 制达到均流 。 若是 同步 均流 的架 构 便 不需要感应或ｔ 度电流器件 也 无僻人 工增加输 出阻抗。后者会影 响负载调整率 。 它与模块 内的拓扑结构 有关 ．有些 模块内部 的拓 扑结构容许在 每个开关周期传输相 同分， 的能ｔ 只有 这些模块 才能实现同步均流 。其 中一个例子便是 Ｖｃｒ ｉｏ 公司的琴 电流开关准谐振 Ｄ ／ Ｃ转换器 。在同步 阵列 ＣＤ 中． 每个模块都 可以主导控制阵列 ． 组成一个 “ 民主阵 列 。 主导 的模 块会在总线 内向阵列内的其他模块发 送 脉冲指令 使 整个阵列 同步 接电容或 变压器 完成 Ｄ Ｃ隔离祸合。 这种 祸合方法 可 防止阵列 内单 个模块失效而影 响其他 模块 改善容错效
只棋块 的输出电压一样ຫໍສະໝຸດ ．输出电流 自然平 均分配。Ｖｃｒ 第二代转换器的Ｐ 总 具有非常独特的 ｉ 的 ａ Ｒ 线
功能 。 容错阵列 中． 在 它使 其他所有模块 的开关频率 与 其 中一个模块 同步 ． 由此来实现均流 。 种主导与 附属 这 的关系是 自动发生的。在阵列内开关频率最 高的一个模 块会 自设 成为发令者 在Ｐ Ｒ总线 内传送 到阵列内的每