《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何提高電源冗余度
摘要: 為了提高冗余度,,不少使用"或"運算二極管的電源都可接入同一個負載,。在維護期間,,當(dāng)你拆去任何一個電源時,希望負載的電源騷動盡可能最小,。為了補償"或"運算二極管兩端的電壓降,,你必須在"或"運算二極管之后,,在負載處連接電源反饋線,。因此,所有參與電源的反饋連接是通用的,。
Abstract:
Key words :

 

為了提高冗余度,,不少使用"或"運算二極管的電源都可接入同一個負載。在維護期間,,當(dāng)你拆去任何一個電源時,,希望負載的電源騷動盡可能最小。為了補償"或"運算二極管兩端的電壓降,,你必須在"或"運算二極管之后,,在負載處連接電源反饋線。因此,,所有參與電源的反饋連接是通用的(圖1),。
 


圖1 電源模塊的標(biāo)準(zhǔn)冗余配置都在輸出端使用"或"運算二極管。

因為每一個電源都會發(fā)生自然變化,,所以只有VOUT最大的電源才是有效的,。其他檢測"高電位"輸出的電源都試圖降低其輸出,從而有效地中止穩(wěn)壓功能,。如果從與圖1類似的設(shè)置中去掉"有效的"電源模塊,,就會使VOUT下降(圖2)。
 


  
圖2 當(dāng)你從冗余配置中去掉一個電源時,就會引起輸出電壓的下降(a)和瞬時波動(b),。

圖2a適用于由兩個輸出電壓各為3.339V和3.298V的穩(wěn)壓器組成的線性電源模塊,。兩個穩(wěn)壓器的負載都是由一個10Ω左右電阻和一個100μF電容并聯(lián)組成的。圖2b適用于由兩個輸出電壓各為5.08V和4.99V的穩(wěn)壓器組成的升壓電源模塊,,其中每個穩(wěn)壓器的負載是由一個2.5Ω左右電阻和100μF電容并聯(lián)組成,。輸出電壓下降并發(fā)生瞬時波動的原因是,兩個穩(wěn)壓電源啟動和開始穩(wěn)壓的時間上有所延遲,。價格昂貴的電源模塊都用電流共用技術(shù)來解決這一問題,。電流共用技術(shù)將輸出電流大致相等地分配給所有的電源模塊,從而使所有電源模塊都是有效的,。圖3所示的配置給電源系統(tǒng)增加的成本不多,。但這種配置在性能上的改進從代表兩類冗余電源模塊的圖4a和圖4b中可看出來是十分明顯的。
 


圖3 增加一個儀表放大器和幾個無源元件,,就可防止冗余配置輸出電壓下降和瞬時波動,。
 


圖4 線性穩(wěn)壓器(a)和升壓穩(wěn)壓器都使用了圖3所示的電路來消除輸出電壓的下降和瞬時波動。
  
儀表放大器IC1測試并產(chǎn)生一個與輸入穩(wěn)壓器的電流成正比的電壓VC,。VC又控制VOUT,,從而使穩(wěn)壓器進入工作狀態(tài)。對于大多數(shù)可調(diào)的控制器來說,,VOUT=VREF(1+RA/RB),,式中RA和RB在模塊1中分別為R1A和R1B。如果沒有電流流過RSENSE,,則IC1的輸出接近于地電位,,使得R1B與D12、R11和R12三者的電阻并聯(lián),,從而使RB更小,,VOUT1更高,VOUT1的增高只需補償配置相同的電源模塊之間的VOUT變化,。這種變化只有幾個百分點,。如果流入負載的電流增大,則VC也會增加,,從而減少流過D12的電流,,結(jié)果使VOUT1下降。當(dāng)IC1的輸出電壓上升并與VFB之差小于D12兩端的直接電壓降,,則D12中就沒有電流流過,。因此,對于任何較大的電流來說,,VOUT都保持上述公式規(guī)定的數(shù)值,。只要R3(儀表放大器的增益設(shè)定電阻器)選擇得當(dāng),,其他電源模塊的R1和R2均利用所有電源為負載提供所需的電流,從而保證所有電源處于工作狀態(tài),。

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