Bạn có thể phân chia quyền lực giữa hai bộ điều chỉnh điện áp?


8

Để cung cấp thêm năng lượng cho một mạch. Bạn có thể phân chia công suất giữa 2 bộ điều chỉnh điện áp, song song?

Điều này có thể áp đảo một trong các Bộ điều chỉnh điện áp?


2
Tôi không thực sự đủ năng lực trong khu vực để đăng câu trả lời đầy đủ, nhưng tôi biết rằng mặc dù có sự rung cảm "không" chung mà những câu trả lời này đưa ra, một số cơ quan quản lý có thể làm điều này. Cả hai bộ điều chỉnh LT3080 và LT3083 đều có các trang trong biểu dữ liệu mô tả cách song song chúng đúng cách để tăng khả năng hiện tại.
exscape

1
@exscape - LT3080 không có gì đặc biệt trong việc này. Rất nhiều bộ điều chỉnh với một pin để đặt điện áp đầu ra có thể làm điều này. Giống như LM317 phổ biến, xem câu trả lời của tôi dưới đây.
stevenvh

@stevenvh: LT3080 có dung sai chặt chẽ trên vout của nó, vì vậy bạn có thể sử dụng các điện trở có giá trị thấp hơn so với các loại khác, sans thêm một opamp. Rõ ràng có sự đánh đổi giữa không gian bảng và chi phí (vì đây là phần không chung mới hơn), v.v.
Fizz

Câu trả lời:


5

Chỉ là một bổ sung cho những gì người khác đã nói.

Những gì bạn nói là rất thường được thực hiện, với chuyển đổi chuyển đổi. Tôi muốn nói rằng tất cả các bo mạch chủ hiện đại bao gồm bộ chuyển đổi chuyển mạch đa pha (thông thường, bộ biến đổi buck đa pha, với 3 hoặc 4 pha), ngụ ý chính xác những gì bạn đang hỏi về: kết nối song song các bộ điều chỉnh điện áp.

Hãy để tôi giải thích ý tưởng với một so với ba giai đoạn.

Đầu tiên, một giai đoạn . Hãy tưởng tượng một bộ chuyển đổi buck đồng bộ (một pha), chẳng hạn như bộ chuyển đổi trong hình dưới đây.

Bộ chuyển đổi buck đồng bộ 1 pha

Bạn muốn làm cho Vo không đổi, bất kể Io và Vi (vì vậy, ổn định Vo). Bạn cần một hệ thống phản hồi. Hệ thống này đọc Vo, so sánh nó với điện áp mục tiêu và sử dụng điện áp lỗi để tăng hoặc giảm tín hiệu điều khiển, thường là chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM. Tín hiệu PWM (t), cùng với phần bổ sung (1-PWM (t)) của nó, được sử dụng để điều khiển các công tắc được điều khiển.

Giả sử chu kỳ của tín hiệu PWM là T. Mỗi chu kỳ có MỘT mẫu tín hiệu hiệu chỉnh (tín hiệu điều khiển), đó là chu kỳ nhiệm vụ. Nói cách khác: trong mỗi khoảng thời gian T, chúng ta chỉ có thể sửa Vo một lần . Nhiều điều có thể xảy ra với Vo trong khoảng thời gian đó. Tuy nhiên, chúng tôi chỉ có thể áp dụng một điều chỉnh cho nó, mỗi giai đoạn.

Bây giờ, ba giai đoạn . Hãy tưởng tượng bạn có bộ chuyển đổi buck đồng bộ ba pha được hiển thị trong hình dưới đây.

Bộ chuyển đổi buck đồng bộ 3 pha

Mục tiêu là như nhau. Bạn muốn làm cho Vo không đổi, bất kể Io và Vi. Một lần nữa, bạn cần một hệ thống phản hồi. Hãy tưởng tượng rằng, tương tự như trường hợp một pha, mỗi bộ biến đổi buck riêng lẻ được điều khiển bởi tín hiệu PWM. Tuy nhiên, ba tín hiệu PWM không giống nhau. Chúng có chu kỳ nhiệm vụ độc lập và một số khác biệt pha cố định giữa chúng. Đối với các pha N, độ lệch pha giữa các bộ biến đổi liền kề là . Vì vậy, trong ba pha, độ lệch pha là 120º. Các tín hiệu PWM riêng lẻ "bắt đầu" ở các mức khác nhau, bên trong chu kỳ T và mỗi tín hiệu PWM có chu kỳ nhiệm vụ riêng, độc lập. Nếu chúng ta lấy mẫu Vo ở mức 3 lần tốc độ ban đầu và làm cho mỗi một trong ba chu kỳ nhiệm vụ đó phụ thuộc vào một mẫu Vo tương ứng, chúng ta không phải một, mà làba cơ hội360ºN, để sửa Vo, bên trong mỗi khoảng thời gian T. Nói cách khác. Bộ chuyển đổi buck đồng bộ ba pha có thể phản ứng nhanh hơn ba lần với những thay đổi trong Vo, Io và Vi. Và nó có thể làm điều đó bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi riêng lẻ "chậm" như trong trường hợp một pha! Các bóng bán dẫn chậm bằng nhau, và hằng số thời gian dài bằng nhau. Cùng tần số chuyển mạch, và do đó (tổng) tổn thất chuyển đổi giống nhau. Vì vậy, đó là một lợi thế quan trọng. Thời gian phản ứng ngắn hơn ba lần.

Một lợi thế quan trọng khác liên quan đến gợn đầu ra (điện áp và dòng điện). Bất cứ khi nào chu kỳ nhiệm vụ N bằng (hoặc đóng) với 1 / N, thì gợn đầu ra bằng 0 (hoặc gần với nó) !! Nếu điều kiện đó được thỏa mãn, tổng của ba dòng điện dẫn là một hằng số phẳng, và do đó đầu ra có độ gợn bằng không. Nếu các bộ chuyển đổi được thiết kế sao cho chúng sẽ hoạt động trong vùng lân cận của các điểm vận hành đó, phần lớn thời gian, đầu ra sẽ có độ gợn thấp hơn nhiều so với trong trường hợp một pha. Có một gợn đầu ra thấp có nghĩa là có ít nhiễu hơn cùng với cường độ tương tự và nói chung, dễ dàng hơn để đáp ứng các yêu cầu gợn chặt chẽ.

Vì lý do tương tự, gợn hiện tại qua tụ điện đầu vào cũng bị giảm phần lớn. Gần với các điểm vận hành đó, dòng điện đầu vào, thay vì là xung có chiều rộng T / N, sẽ là một thứ gần với hằng số.

Tất nhiên, một lợi thế khác là mỗi bộ chuyển đổi riêng lẻ chỉ phải mang 1/3 dòng điện trung bình đầu ra, nhưng đó không phải vì nó là đa pha, mà đơn giản vì nó là "3 song song".

Tóm lại, lợi ích của bộ chuyển đổi chuyển mạch đa pha N:

  • Thời gian phản ứng ngắn hơn N lần (nhanh hơn), không cần tần số chuyển đổi N lần cao hơn (với sự gia tăng tổn thất chuyển đổi sẽ gây ra).

  • Ripple đầu ra có thể gần bằng không.

  • Ripple hiện tại ở tụ điện đầu vào cũng giảm phần lớn.

  • (Cộng với lợi ích của việc có N chuyển đổi song song).

Lợi ích của việc chuyển đổi N song song:

  • Các bộ phận trong mỗi bộ chuyển đổi riêng lẻ cần mang 1 / N dòng điện trong trường hợp một bộ chuyển đổi.

  • Tổn thất nhiệt được lan truyền trên một diện tích lớn hơn.

Vì vậy, để trả lời câu hỏi của bạn: có, một số loại bộ điều chỉnh điện áp thực sự được kết nối song song (và rất phổ biến), để chúng ta có tất cả những lợi ích đó.

Xem thêm phần "Multiphase buck", trong trang này .


Tôi thiết kế các bộ biến đổi điện áp cho phạm vi vài nghìn Watts và bạn đã quên đề cập đến những gì tôi tin là lợi thế lớn nhất của các bit đa pha trong dải công suất đó: dòng điện gợn giảm trên nắp đầu vào , thường là 5 hoặc 10 lần cao hơn gợn hiện tại trên nắp đầu ra trên một cái xô. (Tăng là ngược lại) Tìm kiếm một nắp với xếp hạng hiện tại gợn 150A là không dễ dàng :)
Nathan Wiebe

btw Bạn có thực sự sử dụng điều khiển chế độ điện áp trong các bit nhiều pha (tức là điều khiển phản hồi trực tiếp trên chu kỳ nhiệm vụ, như bạn có vẻ đề xuất)? Tôi luôn thấy chế độ hiện tại hoạt động tốt hơn nhiều vì nó quan tâm đến các dòng pha muốn trôi đi do sự khác biệt nhỏ trong các thành phần trong mỗi pha. Ngoài ra, giới hạn dòng điện một chu kỳ là tốt ...
Nathan Wiebe

@NathanWiebe Tôi đồng ý rằng dòng điện gợn giảm trên nắp đầu vào là một lợi thế lớn ở các mức hiện tại. Ở đây đã muộn, tôi quên nó, và tôi chỉ chỉnh sửa. Tuy nhiên, đó không phải là lợi ích chính trong mọi trường hợp. Chẳng hạn, chúng tôi đã thiết kế bộ chuyển đổi đa pha để tạo ra nguồn cung cấp khác nhau nhằm tối đa hóa hiệu quả của bộ khuếch đại công suất RF, khi sử dụng tín hiệu LTE. Chúng tôi đã sử dụng các MOSA GaAs để có thể chuyển đổi ở tần số 50 MHz và có thể tạo ra các nguồn cung cấp khác nhau với băng thông rất cao.
Telaclavo

@NathanWiebe (còn tiếp) Trong những trường hợp đó, yếu tố giới hạn là tần số. Bạn muốn trình chuyển đổi của mình phản ứng nhanh nhất có thể và bạn không thể, mà không sử dụng đa hướng. Vì vậy, trong những ứng dụng, lợi ích đó là những một chìa khóa.
Telaclavo

8

Ω

Một số cơ quan quản lý phù hợp hơn cho việc này, tuy nhiên. Các LM317điều chỉnh đầu vào cho phép bạn kiểm soát điện áp đầu ra chính xác hơn.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Các điện áp đầu ra trong mạch này sẽ gần nhau hơn so với dung sai trên LM7812. Tuy nhiên, lưu ý rằng các điện trở loạt được sử dụng để hạn chế dòng điện do chênh lệch điện áp.

Những gì bạn có thể có thể làm là cung cấp năng lượng cho các phần khác nhau của mạch bằng các bộ điều chỉnh điện áp khác nhau. Miễn là không có đường kháng thấp giữa các bộ nguồn, điều này không gây ra vấn đề gì.


5

Nói chung, đặc biệt nếu chúng là bộ điều chỉnh tuyến tính, đây không phải là một ý tưởng tốt. Vô tình, mỗi bộ điều chỉnh sẽ có một ý tưởng hơi khác nhau về điện áp đầu ra được cho là gì. Một trong những có giá trị cao hơn sẽ kết thúc tìm nguồn cung ứng hầu hết hiện tại. Nó cũng có thể khiến hai bộ điều chỉnh dao động.

Để có được chia sẻ hiện tại tốt hơn, bạn có thể đặt một điện trở nối tiếp với đầu ra của mỗi bộ điều chỉnh, nhưng sau đó làm tăng trở kháng của đầu ra cung cấp tổng thể.

Một số bộ điều chỉnh chuyển mạch có thể được song song nếu chúng được thiết kế cho điều đó, nhưng nếu những gì bạn chưa được chỉ định cho điều đó thì bạn phải cho rằng nó sẽ không hoạt động. Nếu các bộ điều chỉnh này chứa giới hạn hiện tại, thì nó cũng có thể hoạt động. Trường hợp xấu nhất, một người lấy tất cả dòng điện cho đến khi nó đạt đến giới hạn của nó, sau đó cái còn lại lấy phần còn lại của dòng điện. Tuy nhiên, có thể có một trục trặc và cả hai bộ điều chỉnh có thể dao động khi một trong số chúng đang chuyển đổi giữa chế độ hiện tại và điện áp. Hầu hết các "cơ quan quản lý" trần không có giới hạn hiện tại nào.


1

Nói chung là không (điều này sẽ không hoạt động), mà không thiết kế cụ thể một cơ chế sẽ đảm bảo họ chia sẻ hiện tại. Bộ điều chỉnh tuyến tính không chia sẻ tốt. Nếu bạn có bộ điều chỉnh chuyển đổi chế độ hiện tại thực sự, thì một thiết bị có thể sẽ tiến hành hầu hết / tất cả dòng điện theo xếp hạng của nó và thiết bị kia sẽ bắt đầu cung cấp qua điểm này, nhưng tôi không khuyên bạn nên để bộ điều chỉnh ở giới hạn hiện tại trừ khi nó được làm cho việc này. Nói tóm lại, bạn thực sự cần thiết kế / mua một bộ điều chỉnh lớn hơn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.