工業高電壓應用的合成電源方案

Vicor 第二代 DC-DC 變換器具有很多特性，把這些特性集成在一起構成一個完整的電源解決方案。其中最主要的特性是獨特的均流方法，它可使電源能力增加，模塊間的均流精度達 5%。

　　模塊間因有精確的均流能力為設計人員提供用輸入串聯來增大系統工作電壓的機會。

　　本文描述利用第二代 48V 輸入系列模塊，組成 110Vdc輸入的應用。

　　系統要求

　　一般的多變換器設計是把 DC-DC 變換器的輸入并聯，相同的電壓出現在每個變換器上，串聯連接變換器的輸入，配置為如同單一電源，這要求在所有工作條件下變換器共享相同的負載，保證呈現在每個變換器輸入的電壓將是一樣的。

　　在變換器串聯連接時，DC-DC 變換器前頭所用的輸入電容必須相等地分接在每個變換器的輸入，用并聯電阻器將有助于補償電容器的漏電流(見圖1)。變換器用一個控制電路來監控變換器的電壓平衡和控制變換器的工作。

圖 1 基本的串聯輸入配置

　　必須有輸入過壓保護，以防失效條件期間電容器上的過大電壓。通常用瞬態電壓抑制器提供保護。

　　圖1是基本串聯輸入連接方法的一個實例。從圖1可見模塊配置方法與輸入并行連接配置有細微差別。注意，模塊1 SC引腳連接到 –Sense 和 –Output 引腳。這種連接迫使模塊進入“輔從”模式。模塊2是這種配置的“主機”，這就是說只有模塊2控制這種配置的輸出電壓。

　　保證這種配D負載平衡的 PR 信號必須用 Vicor P/N 22400 變壓器耦合。變壓器耦合提供所需的電流隔離，并且有高抗擾性。

　　連接到每個模塊輸入的另一旁路電容器 (0.2 ?F 陶瓷式薄膜電容) 為高頻提供低 AC 阻抗。電源布線應該對稱以平衡電路阻抗。

　　控制電路

　　控制電路(見圖2)監控每個模塊的輸入電壓，并保證兩個模塊都工作在它們額定的輸入范圍，此電路也提供啟動延遲并使每個模塊保持一致。

圖2 控制電路

　　LTC1444 電路的比較器單獨監控每個變換器的輸入電壓，并且當監控電壓超出工作范圍時斷開變換器。

　　比較器基準從 LTC1444 內部基準 (引腳8) 獲得。用 R14和 C1 實現基準噪聲抑制。增大 R12 可增大電壓比較器的遲滯 (在比較器輸入遲滯為 1k ? / mV)。

　　當總線電壓超過工作范圍時，比較器處于低態，變換器關斷而定時器電容器放電，當輸入電壓處于工作范圍時，使電容器C2充電。當C2上的電壓超過VR2基準電壓時，流經光電耦合器的電流被分流，使變換器使能。

　　延遲必須設置等于或大于500ms。通過電壓分壓器R7、R8從Vcc獲得定時器的源電壓，用一個分壓器降低基準供LTC1444的低Vcc檢測并適用較小的定時器電容器。

　　前面提到，PR 信號在模塊間必須變壓器耦合，圖3示出所需的電路。

　　110VDC 輸入電源應用

　　串聯輸入配置采用標準成品DC-DC變換器模塊，具有高功率密度，高效率和增大輸入電壓的特點。

　　適合于這種應用的DC-DC變換器模塊是Vicor第二代48V系列，所用的模塊必須是相同的組件號。

　　48V系列的標準輸入是36Vdc-75Vdc，在該串聯輸入配置實例中，輸入范圍大約為76Vdc-137Vdc。基于48V系列的串聯輸入配置，為工業或鐵路110Vdc應用建造電源系統提供適宜的解決方案。