并联均流技术演示文稿
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仿真看世界之SiC MOSFET单管的并联均流特性开篇前言关于SiC MOSFET的并联问题,英飞凌已陆续推出了很多技术资料,帮助大家更好的理解与应用。
此文章将借助器件SPICE模型与Simetrix仿真环境,分析SiC MOSFET单管在并联条件下的均流特性。
特别提醒仿真无法替代实验,仅供参考。
1、选取仿真研究对象SiC MOSFET IMZ120R045M1(1200V/45mΩ)、TO247-4pin、两并联Driver IC 1EDI40I12AF、单通道、磁隔离、驱动电流±4A(min)2、仿真电路Setup如图1所示,基于双脉冲的思路,搭建双管并联的主回路和驱动回路,并设置相关杂散参数,环境温度为室温。
外部主回路:直流源800Vdc、母线电容Capacitor(含寄生参数)、母线电容与半桥电路之间的杂散电感Ldc_P和Ldc_N、双脉冲电感Ls_DPT并联主回路:整体为半桥结构,双脉冲驱动下桥SiC MOSFET,与上桥的SiC MOSFET Body Diode进行换流。
下桥为Q11和Q12两颗IMZ120R045M1,经过各自发射极(源极)电感Lex_Q11和Lex_Q12,以及各自集电极(漏极)电感Lcx_Q11和Lcx_Q12并联到一起;同理上桥的Q21和Q22的并联结构也是类似连接。
并联驱动回路:基于TO247-4pin的开尔文结构,功率发射极与信号发射级可彼此解耦,再加上1EDI40I12AF这颗驱动芯片已配备OUTP与OUTN管脚,所以每个单管的驱动部分都有各自的Rgon、Rgoff 和Rgee(发射极电阻),进行两并联后与驱动IC的副边相应管脚连接。
驱动部分设置:通过调整驱动IC副边电源和稳压电路,调整门级电压Vgs=+15V/-3V,然后设置门极电阻Rgon=15Ω,Rgoff=5Ω,Rgee先近似设为0Ω(1pΩ),外加单管门极与驱动IC之间的PCB走线电感。
开关电源并联均流技术开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
1.主要用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。
2.开关电源并联均流技术在实际应用中,往往由于一台直流稳定电源的输出参数(如电压、电流、功率)不能满足要求,而满足这种参数要求的直流稳定电源,存在重新开发、设计、生产的过程,势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。
因此在实用中往往采用模块化的构造方法,采用一定规格系列的模块式电源,按照一定的串联或并联方式,分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。
但是电源输出参数的扩展,仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。
不论电源模块是扩压还是扩流,均存在一个“均压”、“均流”的问题,而解决方法的不同,对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。
由于目前稳定电源输出扩流应用较多,本文仅讨论开关电源并联均流技术。
均流的主要任务是:(1)当负载变化时,每台电源的输出电压变化相同。
(2)使每台电源的输出电流按功率份额均摊。
提高系统可靠性方法(1)在电源并联扩流过程中,为了提高系统工作稳定性,可采用N+m冗余的方法。
其中m表示冗余份数,m值越大,系统工作可靠性越高,但是系统成本也相应增加。
(2)采用均流技术保证系统正常工作。
在电源并联扩流中,应用较为广泛的办法是自动均流技术。
并联开关电源的均流方法[5篇]第一篇:并联开关电源的均流方法并联开关电源的均流方法大量电子设备,特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用,要求组建一个大功率、安全可靠、不间断供电的电源系统。
如果采用单台电源供电,该变换器势必处理巨大的功率、电应力大,给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提供带来困难。
并且一旦单台电源发生故障,则导致整个系统崩溃。
采用多个电源模块运行,来提高大功率输出是电源技术发展的一个方向。
并联系统中每个模块处理较少功率,解决了上述单台电源遇到的问题。
在大功率DC/DC开关电源中,为了获得更大的功率,特别是为了得到大电流时,经常采用N个单元并联的方法。
多个单元并联具有高可靠性,并能实现电路模块标准化等优点。
然而在并联中遇到的主要问题就是电流不均,特别在加重负载时,会引起较为严重的后果。
普通的均流方法是采取独立的PWM控制器的各个模块,通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP,即反馈运放的输入或者输出脚来凋节输出电压,从而达到均流的目的。
显然,电流采样是一个关键问题:用电阻采样,损耗比较大,电流放大后畸变比较大;用电流传感器成本高;用电流互感器采样不是很方便,州时会使电流失真。
一、一种新的电流采样方法如前所述,在均流系统中一些传统的电流采样力法都或多或少有些缺点。
而本文提出的这种新的电流采样力法,既简单方便,又没有损耗。
下面以图l所示的Buck电路为例,说明这种新的电流检测方法的原理和应用。
电流检测电路由一个简单的RC网络组成,没流过L的电流为iL,流过C的电流为ic,L两端的电压为vL,输出电压为vo上电压为vc,则有vL+iLR1+vo.=vc+icR(1)对式(1)在一个开关周期求平均值得式中:VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值,显然VL=O;Vo为输出电压平均值;IL电感电流平均值,等于负载电流ILoad;Ic是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值,显然Ic=0;R1为电感的等效串联电阻(ESR)。