Усовершенствованная схема горячего резервирования источников питания

В целях резервирования несколько источников питания могут подключаться к одной нагрузке с помощью диодной схемы «ИЛИ». Желательно, чтобы во время возможного отключения любого источника питания при техническом обслуживании системы возмущения напряжения на нагрузке были минимальными. Для компенсации падения напряжения на диодах схемы «ИЛИ» линии обратной связи источников питания должны подключиться после диодов со стороны нагрузки. Таким образом, подключение обратной связи является общим для всех задействованных источников питания (Рисунок 1). Из-за естественной неидентичности источников питания активен всегда только тот, у которого самое высокое выходное напряжение VOUT. Остальные, воспринимая «более высокое» выходное напряжение, пытаются снизить напряжения на собственных выходах, эффективно отключая регулирование.

Вебинар Экономичные решения МЕAN WELL для надежных разработок - 30.09.2021

В стандартной конфигурации резервированных модулей питания на выходах используются диоды, соединенные по схеме «ИЛИ».
Рисунок 1. В стандартной конфигурации резервированных модулей
питания на выходах используются диоды, соединенные
по схеме «ИЛИ».

Если удалить «активный» модуль из системы, аналогичной показанной на Рисунке 1, это приведет к провалу VOUT (Рисунок 2). Рисунок 2a относится к линейному модулю, состоящему из двух регуляторов с независимыми выходными напряжениями 3.339 и 3.298 В. Нагрузками обоих регуляторов является параллельное соединение резистора и конденсатора с номиналами примерно 10 Ом и 100 мкФ. Рисунок 2б относится к повышающей конфигурации, образованной двумя импульсными регуляторами с выходными напряжениями 5.08 и 4.99 В, каждый из которых нагружен на резистор и конденсатор порядка 2.5 Ом и 100 мкФ.

а) Во время удаления одного источника питания из резервированной конфигурации возникают провалы (а) и выбросы (б) выходного напряжения.
б) Во время удаления одного источника питания из резервированной конфигурации возникают провалы (а) и выбросы (б) выходного напряжения.
Рисунок 2. Во время удаления одного источника питания из резервированной
конфигурации возникают провалы (а) и выбросы (б) выходного
напряжения.

Из-за неизбежной задержки включения и начала регулирования другого источника питания возникают провалы и выбросы выходного напряжения. В дорогостоящих блоках питания эта проблема решается за счет использования методов перераспределения токов. Эти методы обеспечивают примерно равное распределение выходных токов между всеми силовыми модулями, сохраняя, таким образом, активное состояние всех модулей. Конфигурация, показанная на Рисунке 3, незначительно увеличивает стоимость системы питания. Рисунки 4а и 4б, представляющие два типа резервированных модулей питания, демонстрируют очевидные улучшения характеристик.

Добавление инструментального усилителя и нескольких пассивных компонентов обеспечивает резервирование без провалов и выбросов.
Рисунок 3. Добавление инструментального усилителя и нескольких пассивных компонентов
обеспечивает резервирование без провалов и выбросов.
 
a) Для устранения провалов и выбросов выходного напряжения в линейных (а) и повышающих (б) регуляторах используется схема, показанная на Рисунке 3.
б) Для устранения провалов и выбросов выходного напряжения в линейных (а) и повышающих (б) регуляторах используется схема, показанная на Рисунке 3.
Рисунок 4. Для устранения провалов и выбросов выходного напряжения
в линейных (а) и повышающих (б) регуляторах используется
схема, показанная на Рисунке 3.

Инструментальный усилитель IC1 измеряет и преобразует напряжение VC, пропорциональное току, проходящему через регулятор. VC, в свою очередь, управляет выходным напряжением VOUT, переводя регулятор в активный режим. Для большинства регулируемых контроллеров

где RA и RB – это, соответственно, резисторы R1A, и R1B в Модуле 1. Если ток через резистор RSENSE не проходит, выходное напряжение микросхемы IC1 близко к потенциалу земли, поэтому D1.2, R11 и R12 оказываются включенными параллельно резистору R1B, что уменьшает сопротивление RB и, следовательно, увеличивает напряжение VOUT1. Это увеличение необходимо только для компенсации разброса VOUT между источниками питания одинаковой конфигурации, который составляет всего несколько процентов. Если ток, идущий в нагрузку, увеличивается, VC также увеличивается, уменьшая ток через D1.2 и, следовательно, уменьшая VOUT1. Когда выходное напряжение IC1 увеличивается и отличается от VFB меньше, чем на величину прямого падения напряжения на диоде D1.2, ток через D1.2 не протекает. Таким образом, при любом более высоком токе напряжение VOUT1 остается на уровне, определяемом приведенной выше формулой. При правильном выборе величины сопротивления R3 (резистора, устанавливающего коэффициент усиления инструментального усилителя) резисторы R2 и R1 из других модулей обеспечивают подачу в нагрузку требуемого тока от всех источников питания, гарантируя, что они будут оставаться в активном состоянии.

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 50
сейчас смотрят 6
представлено поставщиков 606
загружено
позиций
25 067 862