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開關轉換器的下垂法[2]

發布時間:2008/10/20 0:00:00 訪問次數:696

  下垂法(droop approach)也稱為輸出阻抗法。這是一種最簡單的均流方法。通過調節電源系統中各個dc/dc轉換器的外特性斜率(見圖1),即調節其輸出阻抗,就可以使并聯的各模塊實現近似均流,這也就是有的文獻將下垂法稱做輸出阻抗法或電壓調整率法的原因。

  圖1 dc/dc轉換器的外特性uo=f(io)

  圖1(b)所示為一個dc/dc轉換器的外特性(輸出特性)uo=f(io)。在空載時,假設輸出電壓為uom可知,當輸出電流由零增長△i時,負載電壓下降即為模塊的等效輸出阻抗,其中包括這個模塊接到負載的導線(或電纜)電阻。實際上,代表的是模塊的輸出電壓調整率。

  由圖1可知,dc/dc轉換器的外特性uo=f(io)可以用式(11-3)表示:

  式中 uo--空載時的輸出電壓;

  r--等效輸出電阻,

  以兩個相同容量的dc/dc轉換器模塊的并聯工作為例,如圖2所示,設兩個模塊的最大輸出電壓(即空載電壓)分別為uo1m和uo2m,它們的等效輸出阻抗分別為r1和r2,其外特性如下式所示。

  圖2 兩臺并聯dc/dc轉換器及其外特性


  由圖1及式(11-7)和式(11-8)可知:
  
  (1)當uolm≠uo2m、r1≠r2時,兩個模塊的空載電壓和外特性斜率都不相等。

  負載電壓為uo,兩個模塊按空載電壓和外特性下垂的程度來分配負載電流io,io=io1+io2,可知電流的分配并不相等。當負載電流增大到i′o=i′o1+i′o2時,負載電壓為u′o。

  (2)當uolm=uo2m=uom、r1≠r2時,兩個模塊的空載電壓相等,但外特性斜率不相等。

  由式(11-8)可得

  按照兩個模塊外特性的下垂程度來分配負載電流io,如圖3(a)所示。外特性斜率小(即輸出阻抗r1小)的模塊1與外特性斜率大的模塊2相比,模塊1分擔的電流要多;而且模塊的外特性斜率越大(即r1或r2越大,外特性越軟),同樣的輸出阻抗誤差△r=r1-r2或相對誤差造成的環流越小。

  圖3 兩臺并聯dc/dc轉換器的外特性

  (3)當uolm≠uo2m,r1=r2=r時,兩個模塊的空載電壓不相等,而外特性斜率相等。由式(11-8)可得

  兩個模塊按照空載電壓分配負載電流io,如圖11-6(b)所示。空載電壓高的模塊,分擔的電流較多;模塊的外特性斜率越大(即r1=r2越大,外特性越軟),同樣空載電壓誤差造成的環流越小。

  由此可以推論,令模塊的輸出特性曲線有一定的斜率(即輸出特性曲線下垂)時,則由此可以改善并聯工作模塊之間的電流均衡度,這就是外特性下垂法均流的根據。

  歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)



  下垂法(droop approach)也稱為輸出阻抗法。這是一種最簡單的均流方法。通過調節電源系統中各個dc/dc轉換器的外特性斜率(見圖1),即調節其輸出阻抗,就可以使并聯的各模塊實現近似均流,這也就是有的文獻將下垂法稱做輸出阻抗法或電壓調整率法的原因。

  圖1 dc/dc轉換器的外特性uo=f(io)

  圖1(b)所示為一個dc/dc轉換器的外特性(輸出特性)uo=f(io)。在空載時,假設輸出電壓為uom可知,當輸出電流由零增長△i時,負載電壓下降即為模塊的等效輸出阻抗,其中包括這個模塊接到負載的導線(或電纜)電阻。實際上,代表的是模塊的輸出電壓調整率。

  由圖1可知,dc/dc轉換器的外特性uo=f(io)可以用式(11-3)表示:

  式中 uo--空載時的輸出電壓;

  r--等效輸出電阻,

  以兩個相同容量的dc/dc轉換器模塊的并聯工作為例,如圖2所示,設兩個模塊的最大輸出電壓(即空載電壓)分別為uo1m和uo2m,它們的等效輸出阻抗分別為r1和r2,其外特性如下式所示。

  圖2 兩臺并聯dc/dc轉換器及其外特性


  由圖1及式(11-7)和式(11-8)可知:
  
  (1)當uolm≠uo2m、r1≠r2時,兩個模塊的空載電壓和外特性斜率都不相等。

  負載電壓為uo,兩個模塊按空載電壓和外特性下垂的程度來分配負載電流io,io=io1+io2,可知電流的分配并不相等。當負載電流增大到i′o=i′o1+i′o2時,負載電壓為u′o。

  (2)當uolm=uo2m=uom、r1≠r2時,兩個模塊的空載電壓相等,但外特性斜率不相等。

  由式(11-8)可得

  按照兩個模塊外特性的下垂程度來分配負載電流io,如圖3(a)所示。外特性斜率小(即輸出阻抗r1小)的模塊1與外特性斜率大的模塊2相比,模塊1分擔的電流要多;而且模塊的外特性斜率越大(即r1或r2越大,外特性越軟),同樣的輸出阻抗誤差△r=r1-r2或相對誤差造成的環流越小。

  圖3 兩臺并聯dc/dc轉換器的外特性

  (3)當uolm≠uo2m,r1=r2=r時,兩個模塊的空載電壓不相等,而外特性斜率相等。由式(11-8)可得

  兩個模塊按照空載電壓分配負載電流io,如圖11-6(b)所示。空載電壓高的模塊,分擔的電流較多;模塊的外特性斜率越大(即r1=r2越大,外特性越軟),同樣空載電壓誤差造成的環流越小。

  由此可以推論,令模塊的輸出特性曲線有一定的斜率(即輸出特性曲線下垂)時,則由此可以改善并聯工作模塊之間的電流均衡度,這就是外特性下垂法均流的根據。

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