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38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器

摘要：介绍了一种38v/100a可直接并联的大功率ac/dc变换器。采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。dc/dc主电路采用电流型pwm芯片uc3846控制的半桥变换器，并提出了一种新的igbt驱动电路。为了满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片uc3907为核心的均流电路。 关键词：大功率；半桥变换器；功率因数校正；均流引言随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济各行各业。特别是近年来，随着igbt的广泛应用，开关电源向更大功率方向发展。研制各种各样的大功率，高性能的开关电源成为趋势。某电源系统要求输入电压为ac220v，输出电压为dc38v，输出电流为100a，输出电压低纹波，功率因数>0.9，必要时多台电源可以直接并联使用，并联时的负载不均衡度<5％。图1 uc3854a/b控制的有源功率因数校正电路 设计采用了ac/dc/ac/dc变换方案。一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直

并联均流高频开关电源的研究

dc/dc变换器采用峰值电流型pwm控制，并采用自主均流法实现多个模块并联运行时的均流控制。这种均流控制方法与电源模块数目无关，且任意1个模块发生故障或退出运行时，均不影响其它模块的均流功能，从而真正实现了n+1冗余运行。 pwm脉冲宽度调制开关变换器的控制芯片采用uc3875移相专业控制芯片，该芯片主要应用于全桥变换器电路。它有电压型和电流型控制模式可供选择。uc3875具有限流、输入过压、输出过压、输入欠压等保护功能。自动均流电路采用以最大电流自动均流法为原理的集成均流芯片uc3907，应用uc3907可以调节电源模块的电压并实现并联模块间的均流。 用于电力系统中的高频开关电源可满足的技术指标如下： ●输入交流电压：380v； ●纹波系数：≤0.5%； ●电网频率：50hz； ●功率因数：≥0.9； ●输出直流电压：220v； ●稳压精度：≤0.5%； ●模块输出电流：10a； ●稳流精度：≤0.5%； ●整机输出电流：40a ●均流不平衡度：≤0.5%。 4 结束语 本文通过对高频开关电源的研究，设计了一种用于电力系统直流操作电源的

UPS逆变模块的N＋m冗余并联结构和均流

urk，urk的幅值受给定电压ug的控制。通过对各模块给定电压ug的整定，可以使各模块的基准正弦波电压urk的幅值相等。各个模块的控制电路控制其输出电压ul跟踪urk，就达到了各模块输出电压与市电电压同步的目的。振荡器与市电电压的同步由锁相环来完成，由于晶振频率精度很高，稳定性也很好，因此，可以认为各个模块的输出电压频率、相位和波形是完全相同的，电压的幅值用给定电压ug进行整定，也可以达到相等。5 结语ups模块n＋m冗余并联，当采用前面介绍的民主均流法时，可以采用美国unitrode公司生产的uc3907集成均流控制芯片。此芯片结构简单、功能强大、已在直流开关电源n＋m并联系统中得到了广泛应用。交流冗余并联的发展方向是采用数字控制，其优点是智能化程度高、灵活、成本低廉、可靠性高、维护方便、一致性强。正弦波ups模块的控制策略，除了前面介绍的方法以外，还有pld控制、无差拍控制、模糊控制等，不管是哪种控制策略，通过改变模块基准电压的方法都可以实现均流控制。 来源:零八我的爱

电源模块均流知识详解

采样放大后通过一个电阻连到公用的均流母线上，大家按照均流母线上的平均电压来实现调整完成均流。平均电流自动均流法可以实现精确均流，但如果均流母线发生短路，或者某个模块发生故障，母线电压下降会使各模块电压下调。 4、最大电流自动均流法，又叫自动主从均流、*均流，在所有并联模块中，输出电流最大的那个模块自动成为主模块，其他模块的输出向这个模块靠拢。 5、还有其他很多方法，例如热应力自动均流、外加均流控制器的均流等等。 目前应用比较广泛的是最大电流自动均流法，有专门为这设计的ic，例如uc3907等。但是在这里，我不打算用专用ic，仅采用普通的运放，来尝试实现此功能。采用orcad来仿真。 具体的工作原理其实很简单，就是把本模块的电流采样值和均流的值进行误差放大，然后用误差放大器的值去调节电压反馈环路的值，使输出电压发生变化，以调节本模块的输出电流，使电流反馈值与均流母线的值相同，从而实现了最大电流自动均流。 下面的图，就是单个模块内部的均流电路，u1a是电压误差放大器，u2a是电压采样的电压跟随器，u3a是电流采样放大器，把采集到的电流信号，反向放大100倍为正电压信号，u

利用uc3907设计成熟均流电路

相关元件PDF下载：

UC3907的结构图

UC3907采用单向缓冲器代替二极管电路图

　　如图1所示。这样可以减少二极管的正向压降对主模块均流精度的影响。可以做到主模块与从模块之间的环流减小到2．5％以下。

UC3907与外部电路连接的原理框电路图

　　图1所示为UC3907（点划线框）与外部电路的连接方式。电流信号由外部分流器弘采样，RCS一般串联在功率输出的返回支路，通过2脚或3脚引入电流放大器，电源模块的输出电压采用信号由11脚和4脚差动输人，与环流信号叠加，...

利用uc3907设计成熟均流电路

相关元件pdf下载：uc3907 uc3907的结构图 由图可知，uc3907从结构上可以分为电压环和电流环两部分。电压环由电压放大器、地放大器和驱动放大器构成；电流环由电流放大器、调整放大器、缓冲放大器和状态指示构成。 31电压环 （1）电压放大器 电压放大器是作模块输出电压调整的反馈控制级，整个电压回路补偿通常就连在该放大器上。输出偏差限定在2v，以提高系统的大信号响应。在检测中电压放大器和地放大器配合，电压放大器完成高阻抗正极性测试，地放大器完成高阻抗负极性测试。 （2）地放大器 地放大器是一个具有－0.25v偏置的单位增益缓冲器。在保持负极性输入端高阻抗时（该端被认为是“真的地”—4脚），该偏置使放大器有足够的负电压来提供所有的控制偏置和工作电流。地放大器的输出（6脚）是模拟地。0.25v的偏置加到1.75v的参考电压以在电压放大器正输入端得到2v的参考电压，微调±1.25％。 地返回端（5脚）能得到最大负电压，并且比负极性测试输入端（4脚）低0到5v。所有芯片电流通过该管脚返回芯片。 （3）驱动放大器 驱动放大器是增益为－2.5的反置放大器，它将反馈信号耦合到功

UC3907集成电路芯片的内部结构的原理框电路图

uc3907集成电路芯片的内部结构原理如图1所示，工作电源v∝（10脚）的电压范围为4．5～35 v；芯片内有一个基准电压源vref，其值相对于artificial gnd（6脚）为1.15 v，也可以从vref（7脚）输出；artificial gnd是芯片的低阻地（参考地），它比（—）sense（4脚）的电位高0．25v，这一电压偏置为接地放大器的工作电流提供回路，而使电压采样负端（—）sense（即接地放大器的反相输人端）为高输入阻抗。 电流采相信号由c／s（＋）（2脚）和c／s（—）（3脚）差动输人到电流放大器，电流放大器是一个增益固定为20的低通差分放大器，允许共模输人电压范围为：最低值为功率返回线power rtn（5脚）电位，最高值为ugp － 2 v，允许差模输人电压范围为50～500 mv。电流放大器的输出，一方面经过缓冲放大器连接到均流母线current share bus（15脚）；另一方面与均流信号一起，经过调整放大器生成环流信号，还可以通过status indicate（16脚），输出主模块状态指示信号。 缓冲放大器输出到均流母线（15脚），各个并联电源模

基于UC3907芯片制作民主均流控制电路

基于uc3907的民主均流控制电路图 脉冲宽度调制(pwm)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。脉宽调制是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了pwm型，还有pfm型和pwm、pfm混合型。脉宽调制式开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。pwm一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶 体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。pwm是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。pwm信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(on)，要么完全无(off)。电压或电流源是以一种通(on)或断(off)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用pwm进行

民主均流控制电路图

unitrode公司开发生产的uc3907均流控制器集成电路芯片，采用的是民主均流法，用调节电源模块的输出电压，来实现并联模块之间的均流。uc3907根据对模块电流的监控，由均流母线电压来确定哪一个模块的输出电流最大，就指定它为主模块，而其余的模块则被认为是从模块，从模块的电流跟随主模块的输出电流。为了减少主模块的均流误差，采用电压跟随器或称为单向缓冲器（buffer）来代替图1所示电路中的二极管。 图：民主均流控制电路图 来源:与你同行

UC3907与外部电路连接的原理框电路图

图1所示为uc3907（点划线框）与外部电路的连接方式。电流信号由外部分流器弘采样，rcs一般串联在功率输出的返回支路，通过2脚或3脚引入电流放大器，电源模块的输出电压采用信号由11脚和4脚差动输人，与环流信号叠加，然后再与基准电压比较，生成电压误差信号ue；ue经过驱动放大器输出，再通过外接光耦与电源模块的pwm控制器相连接。15脚接均流母线。 图1 uc3907与外部电路连接的原理框图 来源:与你同行

电源模块并联供电的冗余结构及均流技术

的输出电流，从而实现均流。 如果单纯以二极管来代替采样电阻，则由于二极管本身有正向压降存在，所以，主模块的均流精度会降低，而从模块不受影响。这里可以用图6所示的缓冲器来代替，从而提高均流精度。 图6 缓冲器电路 采用这种均流方式，参与均流的n个电源模块，以输出电流最大的为基准，这个最大电流模块是随机的，这种均流方法也叫做“民主均流法”。由于最大均流单元工作于主控状态，别的单元工作于被控状态，所以，也把这种方法叫做“自动主从均流法”。 美国unitrode公司开发的uc3907系列集成均流控制芯片就是采用这种工作方式。 uc3907芯片使多个并联在一起的电源模块分别承担总负载电流的一部分，并且所承担的负载电流大小相等。通过监测每个模块的电流，电流均衡母线确定哪个并联模块的输出电流最高，并把它定为主模块，再根据主模块的电流调节其他模块的输出电流，从而实现均流。 3.4 外部控制器法 外部控制器法就是在各并联电源模块之外，加一个专门进行并联均流控制的外部模块，如图7所示。 图7 外部控制法工作原理图 每个模块的输出电流采样，转化为电压

功放电源模块失真度的影响因素

查了下相关资料，好像直流均流比较容易实现一般用uc3902和uc3907的方案一般都比较成熟的，可是交流均流好像资料很少，苦恼ing

两个开关电源可以同时关联或串联在一起使用使用吗

理论上没有任何问题……原则上是可以的，不过是有条件的：也就是说电路结构得有“人”看管，比较好管家有“uc3907”……有时间的话建议你看看关于电源的“冗余”设计相关资料……