開關轉換器的自動均流法[2]
發(fā)布時間:2008/10/20 0:00:00 訪問次數(shù):877
模塊k(k=1,2,…,n)的均流控制器sck,其輸入為均流母線電壓ub和模塊k負載電流iok的檢測信號uik,sck的輸出usck與基準電壓ur進行比較,并連同負載反饋電壓uf(由電壓檢測器提供)經(jīng)過電壓放大器(圖中未畫出),去控制pwm及驅動器。在各均流控制器的輸人端各接一個電阻r。
以n=2的并聯(lián)系統(tǒng)為例,來說明均流控制器的工作原理,其電路如圖1所示。每個均流控制器由開關sk(k=1,2),電壓跟隨器(又稱為緩沖放大器)和誤差放大器組成。電壓跟隨器的輸入端經(jīng)過開關sk接到均流母線上。當所有的開關s都合上時,忽略電壓跟隨器的輸人電流,有
圖1 n=2時并聯(lián)均流的控制原理電路
即母線電壓ub是ui1和ui2的平均值,它代表了模塊1和模塊2輸出電流的平均值。
uik與ub之差代表均流誤差(環(huán)流),通過誤差放大器生成信號usck(ub可能大于也可能小于uik,因此usck可能為正,也可能為負)。當uik=ub時,電阻r上的電壓為零,usck=0,表明這時已實現(xiàn)了均流。當r上有電壓出現(xiàn)時,說明模塊之間電流分配不均勻,uik≠ub,這時基準電壓將按式(1⒈12)修正:
u'r=ur-usck
相當于通過均流誤差放大器改變 u'r,以達到均流的目的。如模塊k的輸出電流偏大,則
uik>ub
模塊尼的等效基準電壓u'rk變小,因此通過電壓閉環(huán)調(diào)節(jié),其輸出電壓降低、輸出電流隨之減小。
平均值自動均流法可以精確地實現(xiàn)均流,但具體應用時會出現(xiàn)一些特殊問題。例如,當均流母線發(fā)生短路,或接在母線上的任一個模塊不能工作時,母線電壓下降,將使各個模塊電壓下調(diào),甚至到達其下限,結果造成故障。
對于幾個模塊并聯(lián)的情況
ub=(uil+…+uik+…+ui)/n
如果第屁個模塊失效,則第k個均流控制器的開關sk斷開,第k個sc從均流母線上撤出,這時ub代表剩下的n-1個模塊的平均電流為∑im(n -1),m=1,2,…,k-1,k+1,…,n根據(jù)上述原理,同樣可以實現(xiàn)n -1個并聯(lián)模塊的均流。
采用這種方法實現(xiàn)自動均流,可以使幾個并聯(lián)模塊的電流不均勻度(即均流誤差,見式(11-1))在5%以內(nèi)。
一般來說,應用均流母線技術,既要檢測模塊電流,又要在窄頻帶的均流環(huán)中用運算放大器產(chǎn)生電流誤差信號,以調(diào)節(jié)基準電壓,將使并聯(lián)電源系統(tǒng)的瞬態(tài)過程復雜化。為了避免使系統(tǒng)瞬態(tài)性能變壞,甚至不穩(wěn)定,應該正確設計均流環(huán)的增益。此外,這種均流電路對噪聲很敏感,應注意合理布線和接地。為了解決這些問題,有的參考文獻提出用比較器和低通濾波器(無源積分器)電路來代替電流誤差放大器的方案。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
模塊k(k=1,2,…,n)的均流控制器sck,其輸入為均流母線電壓ub和模塊k負載電流iok的檢測信號uik,sck的輸出usck與基準電壓ur進行比較,并連同負載反饋電壓uf(由電壓檢測器提供)經(jīng)過電壓放大器(圖中未畫出),去控制pwm及驅動器。在各均流控制器的輸人端各接一個電阻r。
以n=2的并聯(lián)系統(tǒng)為例,來說明均流控制器的工作原理,其電路如圖1所示。每個均流控制器由開關sk(k=1,2),電壓跟隨器(又稱為緩沖放大器)和誤差放大器組成。電壓跟隨器的輸入端經(jīng)過開關sk接到均流母線上。當所有的開關s都合上時,忽略電壓跟隨器的輸人電流,有
圖1 n=2時并聯(lián)均流的控制原理電路
即母線電壓ub是ui1和ui2的平均值,它代表了模塊1和模塊2輸出電流的平均值。
uik與ub之差代表均流誤差(環(huán)流),通過誤差放大器生成信號usck(ub可能大于也可能小于uik,因此usck可能為正,也可能為負)。當uik=ub時,電阻r上的電壓為零,usck=0,表明這時已實現(xiàn)了均流。當r上有電壓出現(xiàn)時,說明模塊之間電流分配不均勻,uik≠ub,這時基準電壓將按式(1⒈12)修正:
u'r=ur-usck
相當于通過均流誤差放大器改變 u'r,以達到均流的目的。如模塊k的輸出電流偏大,則
uik>ub
模塊尼的等效基準電壓u'rk變小,因此通過電壓閉環(huán)調(diào)節(jié),其輸出電壓降低、輸出電流隨之減小。
平均值自動均流法可以精確地實現(xiàn)均流,但具體應用時會出現(xiàn)一些特殊問題。例如,當均流母線發(fā)生短路,或接在母線上的任一個模塊不能工作時,母線電壓下降,將使各個模塊電壓下調(diào),甚至到達其下限,結果造成故障。
對于幾個模塊并聯(lián)的情況
ub=(uil+…+uik+…+ui)/n
如果第屁個模塊失效,則第k個均流控制器的開關sk斷開,第k個sc從均流母線上撤出,這時ub代表剩下的n-1個模塊的平均電流為∑im(n -1),m=1,2,…,k-1,k+1,…,n根據(jù)上述原理,同樣可以實現(xiàn)n -1個并聯(lián)模塊的均流。
采用這種方法實現(xiàn)自動均流,可以使幾個并聯(lián)模塊的電流不均勻度(即均流誤差,見式(11-1))在5%以內(nèi)。
一般來說,應用均流母線技術,既要檢測模塊電流,又要在窄頻帶的均流環(huán)中用運算放大器產(chǎn)生電流誤差信號,以調(diào)節(jié)基準電壓,將使并聯(lián)電源系統(tǒng)的瞬態(tài)過程復雜化。為了避免使系統(tǒng)瞬態(tài)性能變壞,甚至不穩(wěn)定,應該正確設計均流環(huán)的增益。此外,這種均流電路對噪聲很敏感,應注意合理布線和接地。為了解決這些問題,有的參考文獻提出用比較器和低通濾波器(無源積分器)電路來代替電流誤差放大器的方案。
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