两个并联变换器可使最大负载加倍
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两个并联变换器可使最大负载加倍  2012/3/1
汽车、工业和FireWire外设都需要高效率、大电流(在高压下)、节省空间的电源。问题是高压、单片(包括功率开关)大电流降压变换器对于处理所需负载电流总是不够的。一种办法是并联两个变换器,加倍最大负载电流。然而,需要少许改变标准降压变换器配置以保持两个变换器之间的负载共享和稳定性以及降低输入和输出纹波。图1示出8_40V输入、5V输出(4A最大负载电流)的dc-dc变换器。它采用两个并联的LT343060V单片3A(峰值开关电流)降
 


汽车、工业和FireWire外设都需要高效率、大电流(在高压下)、节省空间的电源。问题是高压、单片(包括功率开关)大电流降压变换器对于处理所需负载电流总是不够的。
一种办法是并联两个变换器,加倍最大负载电流。然而,需要少许改变标准降压变换器配置以保持两个变换器之间的负载共享和稳定性以及降低输入和输出纹波。
图1示出8_40V输入、5V输出(4A最大负载电流)的dc-dc变换器。它采用两个并联的LT3430 60V单片3A(峰值开关电流)降压变换器。用带扩频调制(SSFM)的LTC6902多相振荡器在两个变换器之间180°相移高达250KHz同步它们。图2示出图1所示电路的效率。
同步是重要的,因为固定200KHz开关频率随元件不同稍微有些变化。若允许两个并联变换器运作在不同频率,则输出纹波在整个时间内可含有某些不希望的低频纹波分量,这些分量等于两个变换器之间的频率差。
两个变换器超出180°相位运行能降低输入和输出纹波。通常,1个变换器增加电流而另1个变换器减少电流,允许1个变换器的纹波电流低消另1个变换器的纹波电流。这使得加在输入和输出电容器上的能量最小。另外,若两个变换器工作在同相位,则它们都需超出电容器的电流,并在每个周期的相同时间送电流到电容器。这今有效地加倍电路的纹波。
235KHz和250KHz之间设置LTC6902同步信号的SSFM模式。这可降低在250KHz固定开关频率所观察到的隆值EMI。改变跳接线位置(接地LTC6902调制引脚)可消除SSFM模式并置频率到250KHz。
用合适的布线,在40%_60%占空比,两个变换器电路所需的电容是单个大电流IC(4A负载电流)所需电容的一半。在需要宽范围占空比的应用中,两个IC的纹波比单IC纹波的1半小一点。
在宽负载范围内,热和效率考虑的最佳配置是在两个变换器均匀地分享负载时。把两个误差放大器的输出(VC引脚)连接在一起就可做到这点。去除两个误差放大器和反馈网络增益的差。另外,它们可在电感器和调制器增益的容差内一起工作。本设计在整个负载电流范围内几乎接近于电流分享。
两个分立的2.5A、22_H功率电感器比单个比较大的5A、10_H电感器要好,因为它们的体积比单个电感器小?倍。这使整个元件高度最小。
图1  此电路利用SSR通过来自PC并行      图2  变换器效率特性(输入
口的PWM脉冲时序来控制到负载         电压8_40V,负载电流高达4A)
的ac功率

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