利用UC3907設(shè)計的均流電路

1引言

在實際應(yīng)用中，為了獲得需要的容量和一定的冗余，電源系統(tǒng)經(jīng)常將電源模塊并聯(lián)使用，對電源系統(tǒng)的基本要求是：

——在電網(wǎng)擾動或負(fù)載擾動時，保持輸出電壓穩(wěn)定；

——控制各模塊電流，使其均分負(fù)載電流。

為了最大程度地獲得系統(tǒng)穩(wěn)定性，電源系統(tǒng)還有以下要求：

——設(shè)置模塊冗余，使任一模塊損壞，剩下的模塊能提供足夠的電流，而不致影響電源系統(tǒng)的工作；

——完成負(fù)載均分功能，而不需其它的外置控制設(shè)備。

另外，針對完成均流，電源系統(tǒng)還需要以下的功能：

——有一個公共的、低帶寬的均流總線來連接所有的模塊單元；

——具有良好的均流瞬態(tài)響應(yīng)；

——使用一個控制器調(diào)節(jié)輸出電壓。

總之，希望由各模塊構(gòu)成的電源系統(tǒng)能形成一個整體，各模塊平均分配應(yīng)力。并且這時如果使用均流技術(shù)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性最高。我們在設(shè)計20A和50A的電源模塊應(yīng)用電路時就采用了美國UNITRODE公司的均流芯片，相對其它均流方法取得了較好的均流效果，并為電源模塊熱插拔的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

2均流方法

電流均流法很多，有：下垂法、主從法、外接控制器法、平均電流法、最大電流法等。相對而言最大電流法性能最好，調(diào)整簡單易實現(xiàn)，均流母線開路或短路都不會影響各電源模塊的獨立工作，任一模塊的故障也不會影響均流功能的實現(xiàn)。UC3907采用的就是最大電流法，如圖1所示。原理是各模塊電流和模塊的最大電流相比較，相應(yīng)調(diào)整參考電壓以校正模塊輸出電流的不均衡度。這種方法和平均電流法相似（如圖2），只是將后者和均流母線相連的電阻換成了二極管，這樣就只允許電流最大的模塊和母線相連。最大電流法克服了平均電流法的一些缺點，不會因某個模塊短路或限流等原因?qū)⒕髂妇€電壓降低。最大電流法能使從模塊很好地均流，但由于主模塊和母線相連的二極管壓降也帶來了誤差。UC3907用一個單向緩沖器代替二極管以消除上述誤差。

圖1最大電流均流法圖2平均電流均流法

圖2

圖3UC3907的結(jié)構(gòu)圖

3UC3907結(jié)構(gòu)

UC3907的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由圖3可知，UC3907從結(jié)構(gòu)上可以分為電壓環(huán)和電流環(huán)兩部分。電壓環(huán)由電壓放大器、地放大器和驅(qū)動放大器構(gòu)成；電流環(huán)由電流放大器、調(diào)整放大器、緩沖放大器和狀態(tài)指示構(gòu)成。

31電壓環(huán)

（1）電壓放大器

電壓放大器是作模塊輸出電壓調(diào)整的反饋控制級，整個電壓回路補(bǔ)償通常就連在該放大器上。輸出偏差限定在2V，以提高系統(tǒng)的大信號響應(yīng)。在檢測中電壓放大器和地放大器配合，電壓放大器完成高阻抗正極性測試，地放大器完成高阻抗負(fù)極性測試。

（2）地放大器

地放大器是一個具有－0.25V偏置的單位增益緩沖器。在保持負(fù)極性輸入端高阻抗時（該端被認(rèn)為是“真的地”—4腳），該偏置使放大器有足夠的負(fù)電壓來提供所有的控制偏置和工作電流。地放大器的輸出（6腳）是模擬地。0.25V的偏置加到1.75V的參考電壓以在電壓放大器正輸入端得到2V的參考電壓，微調(diào)±1.25％。

地返回端（5腳）能得到最大負(fù)電壓，并且比負(fù)極性測試輸入端（4腳）低0到5V。所有芯片電流通過該管腳返回芯片。

（3）驅(qū)動放大器

驅(qū)動放大器是增益為－2.5的反置放大器，它將反饋信號耦合到功率控制器。電流設(shè)定電阻Rset用來建立控制環(huán)的前饋轉(zhuǎn)換功能和最大驅(qū)動電流。驅(qū)動放大器的極性這樣來設(shè)定：在正檢測輸入端（11腳）電壓的升高，光耦電流增加，原邊PWM的占空比減少。這將保證正確的啟動，因為在電源開機(jī)時副邊沒有能量。

驅(qū)動放大器將電壓放大器的輸出轉(zhuǎn)換為誤差電流，提供給光耦。誤差電流IOPO為：IOPO=

式中：Ve為電壓放大器的輸出。

電壓誤差和小信號的增益為：