PDF《利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器 设计高功率阵列》

应用笔记_利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 第一页 !! ! Vicor 的全型、小型及微型 DC-DC 转换器的特点是 可以轻易地并联起来,增大输出功率.

其独特的并联 介面,只需外加少量外部组件,便可以组成数千瓦功 率的并联阵列.关于并联

12 个或以下模块的资料, 请参阅应用笔记 转换器 PR 引脚并联操作,扩展功 率组成冗余供电系统 .对于需要应用到多过

12 个 模块的极高功率阵列,因PR 通信母线的驱动能力达 到极限而需要把 PR 信号缓冲放大.这笔记说明如何 使用缓冲电路来增强母线的能力去驱动更多的转换 器,以及给出一个范例如何快速地制作一个有数千瓦 输出功率的系统样板.这使全型、小型及微型系列的 优势能应用到数千瓦输出功率范围的系统. PR 信号在板与板之间的排接应要以相对有损耗但低 电感的连接;

双绞线可操作良好但同轴线并不适合. PR 母线之源出、负载以及电缆阻抗的不匹配会造成 反射, 而低损耗的同轴线不会对其衰减, 结果导致 PR 脉冲变质. 由于空间及散热要求,经常需要把阵列内的转换器分 开放置在多个印刷电路板上.板与板之间的分隔,使 转换器之间会因为增加的引线或布线而形成额外的 阻抗.为了避免板与板之间相互连接的阻抗不至把控 制信号扰乱,必须使用 Vicor 的PR 隔离变压器z Vicor 型号 29768{来隔离 PR 母线.建议把所有 的主模块都放置在同一块电路板上,这可使主模块之 间的噪声及有关的延时的影响减至最少.这对于极大 功率模块阵列会要面对高 di / dt 以及 dv / dt 的应 用中尤为重要. 如果在应用中, 需要板与板之间冗余, 或超过

12 个模块的冗余,必须实行双向缓冲,但这 超出本笔记的主旨范围. 跨接多块配电板的布线 在设计大功率模块阵列时,其中一项首要决定,是 要确定主模块的数目.越是多个可能的主模块虽会 增加冗余,但会使到 PR 以及 +S / -S 排线的布线 复杂化.最初,或会尝试把所有模块配置成为一个 民主阵列,但是,这样的配置在阵列超过三个模块 时就会变得累赘.对于大功率模块阵列配置的更好 选择,是确定最多三个模块作为主模块,再加上额 外的从模块来增加功率,这对大多数的应用都能提 供到足够的冗余. 主/从模块配置 引言 利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器 设计高功率阵列 引言

1 PR 母线架构

1 主/从模块配置

1 跨接多块配电板的布线

1 缓冲

2 旁路

2 5 kW,1,000 A 阵列范例

2 初始系统测试

6 PR 信号保真度

6 输入纹波

7 电磁干扰 (EMI)8 总结

8 PR 母线架构! 应用笔记_利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 第二页 图1PR 引脚等效电路 缓冲! 在大功率模块阵列中,或如果模块之间的距离超过几 英寸时,并联信号可能需要高速缓冲.这是因为所有 的模块当中除了主模块发信号外,其它模块都是在接 收信号,每个受信者都是主模块的一个负载.该负载 约为

500 ? 电阻与

30 pF 电容并联;

见图 1.互相 连接的长引线引发损耗以及母线上的寄生电抗能衰减 及畸变同步脉冲信号.母线的带宽至少要

60 MHz. ! 图2和图

3 所显示的是一个简单和稳固的 PR 缓 冲方法.系统分为一块主电路板和数块从电路板.主 电路板含五个模块,其中两个模块被配置成民主阵列, 而其中的一个模块相对于另外一个模块的输出电压被 下调了 2%.这些模块驱动两个缓冲电路.第一个缓 冲电路驱动在主电路板上三个从模块,而第二个缓冲 电路驱动其它从电路板;