多路BUCK交错并联系统技术方案

技术编号:40815576 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-28 19:35
本技术公开一种多路BUCK交错并联系统,所述系统包括交错并联的多个BUCK模块,每个所述BUCK模块包括交错并联的多路BUCK电路,每路所述BUCK电路中的晶体管和电感接入负母线;本技术可以低成本的方案,实现多路BUCK交错并联系统的超低纹波输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测量测试用电子设备,具体涉及一种多路buck交错并联系统。


技术介绍

1、在电力电子领域,很多应用场合中都会使用到大电流输出电源,例如电池包测试、燃料电池测试、电动汽车测试、dcdc电源测试、通讯电源测试等。所以大电流输出的测试电源的需求也日益旺盛。而在很多应用场合中,对输入电压纹波以及电压摆率有着非常高的要求,这就对测试电源提出了更高的要求。

2、目前大部分的测试电源最后一级拓扑普遍采用的是buck拓扑,众所周知,电容对改善电压纹波有着非常显著的效果,所以目前很多测试电源都是通过加大输出端的滤波电容的方式,来抑制输出的电压纹波。这种方式的优点很明显,即电路简单、对软件控制算法也没有特殊要求,较易实现,而且由于输出端电容较大,在环路参数的调节上也会变得容易很多。但这种方式的缺点也很明显,首先为了获取较大的容值,往往会采用电解电容,而大电流输出设备的输出端口的温度往往会比较高,这会大大缩短电解电容的使用寿命,也就意味着产品的寿命会大打折扣;其次,由于电容两端的电压不能够突变,所以输出端口的电容越大,电源的输出电压摆率就会越小,也就是说电容会严重限制电源的输出电压摆率,要想提高电源的电压摆率,就必须要想方设法减小输出端电容的容值。

3、当然目前也有很多采用多路buck交错并联的方式,来减小输出电压纹波,随着交错并联的路数增多,输出电压纹波会显著减小。但是随着交错并联路数的增加,buck电感的数量也会相应增多,同时buck电感电流采样支路也会相应增多,这就使得成本和体积增加。

4、因此,目前为了改善输入电压纹波以及电压摆率所采用的方式具有以下不足:

5、(1)通过增大输出端口电容容量的方式严重影响电源的输出电压摆率,同时也会影响电源的使用寿命。

6、(2)通过多路buck交错并联的方式,buck电感数量增加,采样支路也会相应增多,从而导致成本和体积增加。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题在于如何提供一种低成本的多路buck交错并联系统。

2、本技术通过以下技术手段解决上述技术问题的:

3、本技术提出了一种多路buck交错并联系统,所述系统包括交错并联的多个buck模块,每个所述buck模块包括交错并联的多路buck电路,每路所述buck电路中的晶体管和电感接入负母线。

4、进一步地,每个所述buck模块中各所述buck电路中的电感分别为绕制于同一磁环上的线圈。

5、进一步地,每个所述buck模块的输出分别经对应的采样电阻连接输出滤波电容。

6、进一步地,所述采样电阻采用低温漂精密电阻。

7、进一步地,所述采样电阻接入负母线。

8、进一步地,每个所述buck模块的输入均并联母线电容。

9、进一步地,所述磁环采用铁硅材质。

10、进一步地,所述输出滤波电容采用薄膜电容。

11、进一步地,每路所述buck电路包括第一晶体管、第二晶体管和所述电感,所述第一晶体管的漏极接入负母线、源极接入所述第二晶体管的源极,所述第二晶体管的漏极接入正母线,所述第二晶体管的源极接入所述电感。

12、进一步地,每个所述buck模块中的所有第一晶体管的漏极连接在一起作为电压输入端,各所述buck模块对应的电压输入端均接入负母线;

13、每个所述buck模块中的所有第二晶体管的漏极连接在一起作为并联端,各所述buck模块对应的并联端相互并联后接入正母线。

14、本技术的优点在于:

15、(1)本技术采用多个buck模块交错并联的方式,降低输出电压纹波,同时在此基础上,在每个buck模块内部又采用了多路buck电路交错并联,使得多路buck模块的开关次输出电压纹波在相位上相互交错,相互抵消,从而实现超低电压纹波输出;同时采用buck电路的演变电路,即负buck电路,将原本buck电路拓扑中放在正母线上的mosfet和电感放到了负母线上,从而使得采样电阻都处于低边,不需要再进行隔离采样,只需要采用低温漂精密电阻即可实现各个模块的电流采样,大大简化电路、节约成本。

16、(2)考虑到传统的通过多路buck交错并联的方式会导致buck电感数量,采用将每个buck模块中各buck电路中的电感分别为绕制于同一磁环上的线圈形成的耦合电感形式,有效降低了电感的数量,从而大大降低了成本和体积;且由于采用耦合电感的方式,使得模块内部各个硬件参数基本一致,所以每个模块内部4路buck电路可以实现良好均流,不需要额外的均流控制,这样一来也大大简化电路,节约成本,同时也更容易实现更多路的buck并联。

17、(3)通过将所有交错并联的buck电路分为若干buck模块,不再对每个电感电流进行采样控制,仅需采样各个buck模块的总电流的方式来实现交错控制,从而进一步降低了电源的硬件成本和体积。

18、(4)每个buck模块交错并联使得输出电压纹波会相互抵消,从而实现超低电压纹波输出,所以输出滤波电容不需要采用大容量电容,采用薄膜电容即可,使用寿命较长。

19、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多路BUCK交错并联系统,其特征在于,所述系统包括交错并联的多个BUCK模块,每个所述BUCK模块包括交错并联的多路BUCK电路,每路所述BUCK电路中的晶体管和电感接入负母线。

2.如权利要求1所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,每个所述BUCK模块中各所述BUCK电路中的电感分别为绕制于同一磁环上的线圈。

3.如权利要求1所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,每个所述BUCK模块的输出分别经对应的采样电阻连接输出滤波电容。

4.如权利要求3所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,所述采样电阻采用低温漂精密电阻。

5.如权利要求3所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,所述采样电阻接入负母线。

6.如权利要求1所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,每个所述BUCK模块的输入均并联母线电容。

7.如权利要求2所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,所述磁环采用铁硅材质。

8.如权利要求3所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,所述输出滤波电容采用薄膜电容。

9.如权利要求1所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,每路所述BUCK电路包括第一晶体管、第二晶体管和所述电感,所述第一晶体管的漏极接入负母线、源极接入所述第二晶体管的源极,所述第二晶体管的漏极接入正母线,所述第二晶体管的源极接入所述电感。

10.如权利要求9所述的多路BUCK交错并联控制系统,其特征在于,每个所述BUCK模块中的所有第一晶体管的漏极连接在一起作为电压输入端,各所述BUCK模块对应的电压输入端均接入负母线;

...

【技术特征摘要】

1.一种多路buck交错并联系统,其特征在于,所述系统包括交错并联的多个buck模块,每个所述buck模块包括交错并联的多路buck电路,每路所述buck电路中的晶体管和电感接入负母线。

2.如权利要求1所述的多路buck交错并联控制系统,其特征在于,每个所述buck模块中各所述buck电路中的电感分别为绕制于同一磁环上的线圈。

3.如权利要求1所述的多路buck交错并联控制系统,其特征在于,每个所述buck模块的输出分别经对应的采样电阻连接输出滤波电容。

4.如权利要求3所述的多路buck交错并联控制系统,其特征在于,所述采样电阻采用低温漂精密电阻。

5.如权利要求3所述的多路buck交错并联控制系统,其特征在于,所述采样电阻接入负母线。

6.如权利要求1所述的多路buck...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟钢炜姚刘兆汪坤圆曹世明蔡振鸿唐德平
申请(专利权)人:科威尔技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1