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邀请网友讨论:Vicor的负载均流并联母线的连接方法

Vicor 全型、小型和微型转换器模块内有独特的设计,方便并联操作,容易增大功率或组成冗余阵列。PR 引脚是一个可以在模块之间发送和接收信息的双向端口。并联 (PR) 母线上的脉冲信号可使每个转换器模块中的高频开关同步操作,从而实现负载均流。这些模块能自行定出主导模块,即民主阵列。主导模块向并联母线发送同步脉冲信号,同时,母线上的其它模块接收同步脉冲。一旦主导模块发生故障,阵列会“挑选”出新的主导,而不会中断输出电源。

负载均流并联母线的连接方法包括:

1. 直流耦合单线接口:模块的 PR 引脚直接连到另一个模块的 PR引脚,这种接法虽然可以实现负载均流,但不容错。负输入 (-IN) 引脚都必须接到相同的电位。这方法通常用于最多三个模块的情况。

2. 交流耦合单线接口:所有PR 引脚都通过 0.001 µF(500 V) 电容连接到一条通信母线。这接口可以实现负载均流和容错 (通信母线除外)。(如下图)这方法通常用于最多三个模块的情况。

3. 变压器耦合接口:各模块或各模块阵列可以连接达到负载均流;同时通用变压器在 PR 引脚提供电气隔离。在大并联阵列,可能需要缓冲放大。缓冲电路的电源可由 PC 引脚提供。对于四个或以上的模块阵列,建议使用变压器耦合接口(如下图)。

全部回复(44)
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2014-07-07 15:54
mark  学习中 希望可以看到更多实务的东西
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不努力
LV.6
3
2014-07-07 15:56
完了吗?
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西柚
LV.4
4
2014-07-07 16:11
听说过并联母线,负载均流听起来很高深的样子。
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2014-07-07 16:45
biu~biu~biu~~~~很厉害的样子
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2014-07-08 09:58
@电源网-源源
biu~biu~biu~~~~很厉害的样子
主从式的均流控制策略,做好了均流度非常高。
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nupower
LV.4
7
2014-07-08 10:28
@bendanxiao
主从式的均流控制策略,做好了均流度非常高。
模块每个周期的导通时间是一样的,主从模式均流,通过主模块采集输出电压去改变驱动频率,调整模块的驱动能力,从而达到均流效果。
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西柚
LV.4
8
2014-07-08 12:49
@nupower
模块每个周期的导通时间是一样的,主从模式均流,通过主模块采集输出电压去改变驱动频率,调整模块的驱动能力,从而达到均流效果。
实现均流很复杂的哈,一般的均流能控制在多大误差范围?
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2014-07-09 11:58
来学习一下
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聊斋
LV.1
10
2014-07-09 12:02
@小白不会飞
[图片]mark 学习中希望可以看到更多实务的东西
每一次的学习都在增长姿势。
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2014-07-09 18:44

学习了。不错的资料。均流并联母线

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2014-07-10 17:58
支持某地瓜,果然是好帖,等着下面的更新,搬凳子去
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恒河沙
LV.2
13
2014-07-12 21:35
资料不错,学习了
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2014-07-12 21:39
@不努力
完了吗?
百度了一下“Vicor的负载均流并联母线的连接方法”,好长的一篇文章
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龙1985
LV.4
15
2014-07-12 21:42
@西柚
实现均流很复杂的哈,一般的均流能控制在多大误差范围?
的确很复杂,电路的每一个环节都很重要,差毫厘谬千里
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西柚
LV.4
16
2014-07-12 21:46
@大海之水
百度了一下“Vicor的负载均流并联母线的连接方法”,好长的一篇文章
我也百度到了,这只是最前边两页的内容,挺不错的资料
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西柚
LV.4
17
2014-07-12 21:54
@龙1985
的确很复杂,电路的每一个环节都很重要,差毫厘谬千里
三种耦合方式可以展开讲解一下的,期待高手
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2014-07-13 08:31
@天河之水
学习了。不错的资料。均流并联母线
仔细看了一下,帖子只说了个结果,没有讲原理。
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2014-07-13 08:34
@西柚
三种耦合方式可以展开讲解一下的,期待高手
第三种,变压器耦合中的变压器,需要定制或绕制,没有看到具体型号
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地瓜patch
LV.8
20
2014-07-13 08:41
并联操作时,必须防止干扰信号(噪声)加到并联母线上,因为该信号影响模块之间的负载均流,增加不稳定性或引致模块故障。一种可能的干扰源是通过正 (+) 和负(-) 电源引脚传入的输入纹波电流。PR 信号和直流电源输入都是共用一个回路的,那就是输入引脚。应该采取措施将并联母线输入电流的交流分量去耦。每只模块的输入(输入端的正 (+) 和负 (-) 引脚)都应用 0.2 μF 陶瓷或薄膜电容本地旁路。这样可以分流高频的输入纹波电流。每只模块的基板和负 (-) 输入引脚之间应当接入一个4,700 pF 的 Y-电容,分流共模电流分量。注意 PC 板布线时,应尽量减小各并联模块输入引脚之间的寄生阻抗,以确保所有 PR 引脚参考相同的电位,或者使用变压器耦合接口。安装并联模块时,各模块应当尽量靠近,并且用较宽的铜带(0.75 英寸/19 mm,2 盎司铜带)连接各模块的电源输入引脚。最理想的就是采用专用的铜片连接。在某些应用中,需要将不同电路板上模块并联,甚至要跟不同的输入源并联,有关使用不同输入源的应用,请参见Vicor 网站上的“热插拔能力消除停机时间”。在这种情况下,为了避免模块间的共模噪声干扰同步脉冲传输,用变压器耦合 PR 信号 (见图 2-8)。在大功率模块阵列中,或如果模块之间的距离超过几英寸时,并联信号可能需要高速缓冲。这是因为并联操作时;除了主导模块外,其它模块都处于受控状态。所有受控模块都是主导模块的负载。该负载约为 500 Ω 电阻与 30 pF 电容旁路。如果并联模块的引线太长,母线将产生压降或寄生电抗,这样将衰减同步信号,或使同步信号失真。母线的带宽至少应为60 MHz,而且信号衰减应低于 2 dB。在大部分情况下,采用无缓冲的变压器耦合便已经足够。在各串联模块的PR 引脚添加 Z1;可能使许多应用都受益。可用低 Q 值的 33 Ω @ 100 Mhz 铁氧体磁珠或 5 - 15 欧姆的电阻改善 PR 信号波形。尽管这不是必须的,但是在大功率模块阵列的调试阶段非常有用,可以帮助改善 PR 脉冲波形并减少反射。再说,应特别小心处理布局,并联两个或以上模块的输出以提高系统功率时,应连接所有 PC 引脚,以确保所有模块同时启动。应该用外部电路控制阵列内所有模块的 PC 引脚,一旦输入电压在正常操作范围内,便可使模块使能。
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地瓜patch
LV.8
21
2014-07-13 08:43
大多数用于并联阵列的功率组件(三极管、整流器、功率转换模块和离线电源)均不会自动均分负载。就功率转换器而言,除非在系统中加入强制均流控制的设计,否则,一个或多个转换器会承受不成比例或过大的负载。其中一个转换器(通常是输出电压最高的转换器)会输出高达其限流设置值的电流,这超出了其额定最大值;然后、电压会下降到某一点,由阵列中另一个转换器(具有次高输出电压的转换器)开始提供电流到负载点。阵列中所有的转换器均可输出部分电流,但不会均分负载。内置限流可能使所有或大多数转换器输出电流,但负载仍不会被均分,并有可能损坏转换器。考虑一下;一个由两个模块组成的阵列,其中一个模块输出所有电流。如果该模块发生故障,第二个模块上的负载必须从空载升到满载,在此期间输出电压可能临时下降。这可能会妨碍系统操作,包括停机或重启。但如果两个模块能够均分负载,当一个模块发生故障时,仍能正常操作的模块所经历的瞬变就会轻微得多(半载至满载),输出电压可能只会短暂略微下降。所有正向转换器不论是谐振或脉宽调制,从空载跃升至满载的动态响应是最差的,因为这样的负载跃升是输出电感电流变成非连续性。在上述的双模块阵列示例中,承载所有负载的模块也会同时产生所有热能,使得该模块的平均故障间隔时间(MTBF) 大为缩短。一条常被引用的经验法则认为,操作温度每升高 10℃,组件的平均操作寿命就会减半。相比起系统内没有做均流的模块,在均流系统中的所有转换器或电源都可在较低温度下操作。于是,所有模块的操作寿命应会相同。由于可以改善系统的性能,均流因此非常重要。它减轻了瞬变/动态响应和散热的问题,并提高了系统的可靠性。在大多数使用多个电源或转换器来增加功率或容错的系统中,均流是一个必要的部分。
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2014-07-13 08:49
地瓜的帖子,我得顶一下。
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2014-07-13 08:50
@龙1985
的确很复杂,电路的每一个环节都很重要,差毫厘谬千里
均流其实也没有多么复杂,按照芯片数据手册配好了,不i会有多大问题
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2014-07-13 08:51
@电源网-静静
支持某地瓜,果然是好帖,等着下面的更新,搬凳子去[图片]
静总也顶帖了。哈哈
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2014-07-13 08:53
@nupower
模块每个周期的导通时间是一样的,主从模式均流,通过主模块采集输出电压去改变驱动频率,调整模块的驱动能力,从而达到均流效果。
楼上两位是高人。vicor在电源方面的技术很实用的,可操作性很强
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2014-07-13 09:23
@地瓜patch
并联操作时,必须防止干扰信号(噪声)加到并联母线上,因为该信号影响模块之间的负载均流,增加不稳定性或引致模块故障。一种可能的干扰源是通过正(+)和负(-)电源引脚传入的输入纹波电流。PR信号和直流电源输入都是共用一个回路的,那就是输入引脚。应该采取措施将并联母线输入电流的交流分量去耦。每只模块的输入(输入端的正(+)和负(-)引脚)都应用0.2μF陶瓷或薄膜电容本地旁路。这样可以分流高频的输入纹波电流。每只模块的基板和负(-)输入引脚之间应当接入一个4,700pF的Y-电容,分流共模电流分量。注意PC板布线时,应尽量减小各并联模块输入引脚之间的寄生阻抗,以确保所有PR引脚参考相同的电位,或者使用变压器耦合接口。安装并联模块时,各模块应当尽量靠近,并且用较宽的铜带(0.75英寸/19mm,2盎司铜带)连接各模块的电源输入引脚。最理想的就是采用专用的铜片连接。在某些应用中,需要将不同电路板上模块并联,甚至要跟不同的输入源并联,有关使用不同输入源的应用,请参见Vicor网站上的“热插拔能力消除停机时间”。在这种情况下,为了避免模块间的共模噪声干扰同步脉冲传输,用变压器耦合PR信号(见图2-8)。在大功率模块阵列中,或如果模块之间的距离超过几英寸时,并联信号可能需要高速缓冲。这是因为并联操作时;除了主导模块外,其它模块都处于受控状态。所有受控模块都是主导模块的负载。该负载约为500Ω电阻与30pF电容旁路。如果并联模块的引线太长,母线将产生压降或寄生电抗,这样将衰减同步信号,或使同步信号失真。母线的带宽至少应为60MHz,而且信号衰减应低于2dB。在大部分情况下,采用无缓冲的变压器耦合便已经足够。在各串联模块的PR引脚添加Z1;可能使许多应用都受益。可用低Q值的33Ω@100Mhz铁氧体磁珠或5-15欧姆的电阻改善PR信号波形。尽管这不是必须的,但是在大功率模块阵列的调试阶段非常有用,可以帮助改善PR脉冲波形并减少反射。再说,应特别小心处理布局,并联两个或以上模块的输出以提高系统功率时,应连接所有PC引脚,以确保所有模块同时启动。应该用外部电路控制阵列内所有模块的PC引脚,一旦输入电压在正常操作范围内,便可使模块使能。
每只模块的正负引脚是用0.2uF电容旁路。竟然不是常用的0.1uF。
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2014-07-13 09:25
@西柚
我也百度到了,这只是最前边两页的内容,挺不错的资料
楼上两位既然找到了,就把文件贴出来啊。一起研究
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2014-07-13 09:26
@西柚
听说过并联母线,负载均流听起来很高深的样子。

没用过就高深,你用过,会用了以后就没有什么高深的了

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西柚
LV.4
29
2014-07-13 09:38
@万法归宗
楼上两位既然找到了,就把文件贴出来啊。一起研究
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西柚
LV.4
30
2014-07-13 09:40
@万法归宗
每只模块的正负引脚是用0.2uF电容旁路。竟然不是常用的0.1uF。
0.2uF和0.1uF在电路中的作用没有什么区别吧。看个人习惯。喜欢用哪个就用哪个。
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西柚
LV.4
31
2014-07-13 09:43
@万法归宗
地瓜的帖子,我得顶一下。
在电路中做好均流,还是蛮重要的。能够减轻瞬变/动态响应和散热的问题。
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