随着集成电路的工作电压不断降低,要保持电子产品的功率不变,则所需的电流越来越大。近年来开发出各种新型低电压、大电流的电源,以满足这种发展的需要。
在电源系统中常有这样的设计,将多个DC/DC变换器模块并联起来以满足所需的大电流输出。这种设计十分灵活,根据不同的输出电流,采用不同数量的并联模块。为了满足这种电源系统的性能及可靠性,需要由负载电流分配控制器来管理。负载电流分配控制器既可分配各模块的输出电流、调整各模块的输出电压,并且还可实现N+1冗余度设计, 使电源系统更为安全、可靠。当然,为满足这种需要,模块要求有远距离检测调节输入功能。即它不仅有两个输出电压的端子,还有两个检测信号的端子。
负载电流分配控制器是一种集成电路,它属于电源管理IC。近年来,随着这种电源的发展,它也有较大的改进。例如,德州仪器公司在UC3902及UC3907负载分配控制器的基础上,在2002年推出新型的UCC29002及UC39002负载分配控制器IC。ST公司在2002年6月也推出类似功能的负载分配控制器L6615。这些负载电流分配控制器工作原理基本相同、在结构上及性能上有一些差别。由DC/DC模块或电源并联起来,加上负载分配控制器可以组成低电压、大电流电源系统服务器、工作站、通信设备及其他分布式电源系统。 负载分配器的特点
负载分配控制器内部有多个精密运算放大器组成,如输出电流检测放大器、误差放大器、调整放大器等。现以UCC39002为例说明其特点:
● 在整个负载电流下,电流分配误差小于1%; ● 可设置高端检测输出电流(检测电阻置于模块输出端)或低端检测电流(检测电阻置于地回路); ● 超低失调电压的电流检测放大器; ● 内有单线的负载分配总线; ● 全量程可调节; ● 适用于Intel SSI(Sever System Infrastructure)负载分配技术要求; ● 在备用状态时,与负载分配总线不连接; ● 负载分配总线可克服对地短路或接电源正极短路; ● 小尺寸8管脚MSOP封装,外围元件少。 典型应用电路 使用UCC39002负载分配器的典型应用电路如图1所示。图中有3个有远地检测端(S+及S-)的电源(或模块)及3个UCC3902负载分配器以及一些外围元件组成。其中RSENSE是高端电流检测电阻,RADJ是调节输出电压的电阻,LOAD是电源的负载。 图2是L6615的典型应用电路图。它由PS#1到PS#N共N块并联的模块或电源组成,相应地有同样数量的L6615负载分配器来实现负载电源的分配。 图2电路基本上与图1相同,但多了一个二极管。这二极管的作用是若某一模块造成短路,由于存在二极管可不使负载接地。但这二极管在正常工作时有一个压降,即使采用低压降的肖特基二极管,在大电流时也有0.4~0.5V的正向压降,产生一定的损耗,这是这个电路的不足之处。 图1和 图2中的有关参数的计算可看有关资料或从公司的网上下载(UCC3002的网地为:www.ti.com, L6615的网址为:www.st.com)。
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