基于反激式电路拓扑的DC/DC变换器并联输出的均流变换器设计

Droop法均流原理

分布式电源系统并联使用的好处是可以实现电源模块化和标准化系统设计，可以实现冗余设计，提高系统的可靠性。但同时要求并联的电源之间采取均流(Current-sharing)措施，以保证并联电源模块之间的电流应力和热应力均匀分配。

Droop法又叫改变输出内阻法、斜率控制法、电压下垂法、外特性下垂法、输出特性斜率控制法，线路简单，易于实现;均流精度不高，适用于电压调整率要求不高的并联系统。

图3 开关电源电路模型

图4 开关电源的输出曲线

如图3所示的单个开关电源，它的输出特性曲线如图4所示，其输出电压Vo与负载电流Io的关系为：

　　(9)

图5 两台开关电源并联的电路模型

当两台开关电源按图5并联时，每个开关电源的负载电流为：

　　(10)　

　　(11)　

其中　

图6 并联后开关电源的外特性斜率

从图6显见，外特性斜率小(即输出阻抗小)的电源，分配电流的增长量比外特性斜率大的电源增长量大。

Droop法实现均流的主要手段就是利用电流反馈调节每个变换器的外特性斜率，使并联变换器的输出阻抗接近一致，从而达到输出均流。

由前文所述，反激电路的输出阻抗为开关管导通占空比的函数，因此用反激电路实现Droop法均流的途径，应该通过电流检测信号控制开关管导通占空比来实现，或者说电流检测信号要参与PWM控制。

本文用Droop法设计了两个12V输出的并联DC/DC变换器，结构如图7所示，技术指标要求如下。

图7 Droop法均流DC-DC设计原理框图

输入电压：17V～32VDC;

输出电压：12VDC;

输出最大功率：30W;

工作频率：200kHz。

电压调整率：小于±3%;

负载调整率：小于±3%;

效率：大于70%;

纹波：于70mV。

来源：电子发烧友