Czy można połączyć wyjście regulatora buck równolegle?

Używam regulatora buck MCP16322 zasilanego z 12V i wyjściami 5V i 2A. Czy można połączyć wyjście dwóch z nich równolegle? Czy równoległe podłączenie wyjść zakłóca maksymalne wartości pojemności na wyjściu regulatorów? Czy lepiej jest łączyć wyjścia równolegle za pomocą diod? Diody spowodują spadek .7v, ale raczej tego unikam.

Oto obwód aplikacji.

Bezpośrednie podłączenie wyjść wielu regulatorów, przełączanych lub liniowych, jest niewskazane z następujących powodów:

• Marginalna różnica napięcia wyjściowego spowodowałaby przepływ dużych prądów między stykami wyjściowymi regulatora, potencjalnie uszkadzając jeden z regulatorów.

  MCP16322 ma dokładność 2%, a zatem dla nominalnej mocy wyjściowej 5 woltów, jeden regulator może mieć 4,9 wolta, a drugi 5,1 wolta. Przerwa 0,2 V spowodowałaby przepływ prądu między wyjściami ograniczony jedynie impedancją szyny regulatorów.

• Wszelkie opóźnienia w włączaniu lub wyłączaniu któregokolwiek z regulatorów spowodowałyby sprzężenie zwrotne z zasilanego regulatora do niezasilanego.

  Z założenia podejście określone w pytaniu sprawi, że jeden z regulatorów będzie działał, podczas gdy drugi może nie działać - jeśli jedno ze źródeł zasilania jest wyłączone w danym momencie. Jest to tryb awaryjny z dużym prawdopodobieństwem uszkodzenia urządzenia

  Nawet jeśli dwa regulatory były zasilane ze wspólnego źródła, wystąpią niedopasowania w czasie uruchamiania, gdy dwa oscylatory się uruchamiają. Dlatego wymagane jest sekwencjonowanie zasilaczy, a do tego sekwencjonowania istnieją specjalne części.

• Będą wyższe wymagania napięcia szczytowego / prądu szczytowego na kondensatory stopnia wyjściowego regulatorów, z powodu addytywnego wpływu (niezsynchronizowanych) napięć tętniących tych dwóch.

  Zamiast wybranego urządzenia wymagany byłby kontroler buck obsługujący synchronizację i sekwencjonowanie. Jeżeli projekt zaproponowany w pytaniu zostanie zastosowany w stanie takim, w jakim jest, nawet jeśli nie wystąpi natychmiastowa awaria, pogorszenie się komponentu zmniejszyłoby oczekiwaną żywotność urządzenia z powodu wielokrotnego narażenia na obciążenia nieprzeznaczone do tego celu.

Rozwiązanie :

Zamiast diody-OR wyjść dwóch regulatorów buck, użyj diod do połączenia źródeł wejściowych 12 woltów . W projekcie można wówczas zastosować pojedynczy regulator buck zamiast wielu. Arkusz danych wskazuje, że regulator nie będzie miał żadnych problemów z użyciem wejścia 11,3 wolta zamiast 12 woltów, aby wytworzyć regulowaną moc 5 woltów zgodnie z potrzebami.

Ten artykuł na temat sekwencjonowania wielu szyn napięciowych może być przydatny do czytania, omawia problemy związane z sekwencjonowaniem i degeneracją komponentów.

Generalnie nie jest dobrym pomysłem równoległe wyjście dwóch zasilaczy. Oba zasilacze prawdopodobnie nie będą miały tego samego dokładnego napięcia wyjściowego. W rezultacie jeden będzie próbował dostarczyć cały ładunek, podczas gdy drugi będzie miał tendencję do bezczynności przy niskim obciążeniu. W zależności od charakterystyki filtrowania stosowanej w sieciach sprzężenia zwrotnego na dwóch zasilaczach może również wystąpić oscylacja.

Teraz wszystko to mówi, że istnieją zasilacze zaprojektowane specjalnie z myślą o równoległości. Często mają one specjalną linię wyczuwalną, która łączy wszystkie wyjścia zasilające, która jest wykorzystywana do wspierania zrównoważonego podziału prądu między zasilaczami. Projekty tego typu są droższe i dodają dodatkowe elementy do płytki drukowanej. Obecne źródła współdzielenia muszą również dodać dodatkowe poziomy wykrywania awarii, aby zapewnić bezpieczne działanie / wyłączenie w przypadku awarii wspólnego schematu współdzielenia prądu lub awarii jakiegoś elementu w konkretnym zasilaczu.

Często zdarza się, że ten typ zasilacza równoległego jest wykorzystywany w komputerach serwerowych, gdzie dostarczanie energii jest dodawane modułowo do serwera, gdy dodatkowe procesory, pamięć i płyty we / wy są dodawane do serwera. Wiele z tych zasilaczy zawiera wewnętrzne mikrokontrolery, które obsługują zaawansowane algorytmy wykrywania uszkodzeń, aby zapewnić ich bezpieczeństwo w trybach awaryjnych.

Aby przezwyciężyć problemy związane z połączeniem równoległym (wspomnianym we wcześniejszych odpowiedziach), możesz wprowadzić pewne modyfikacje obwodu wymienione w tym artykule w Electronic Design lub w notatce aplikacyjnej od Texas Instruments .

Oczywiście wszystko zależy od okoliczności, ale to zalecenie może ci pomóc zwiększyć obecne możliwości twojego projektu.

Nie, nie jest to zalecane. Jak już wspomniano, w obwodach pojawią się tolerancje, prowadzące do nieznacznie nierównych napięć wyjściowych. Buck o najwyższym napięciu wyjściowym „wygra” i na początku dostarczy cały prąd obciążenia. Po osiągnięciu limitu prądu napięcie wyjściowe załamie się. W tym momencie zacznie się włączać prąd stały o niższym napięciu wyjściowym.

W branży dość powszechne jest stosowanie równoległych przetwornic DC-DC za pomocą techniki zwanej spadkiem napięcia. Zasadniczo polega to na tworzeniu sztucznego rezystora szeregowo z wyjściem przetwornicy DC-DC w celu ułatwienia podziału prądu. Możesz przeczytać więcej w tym artykule .

Tak, jest to możliwe, ale przy wielu rozwiązaniach związanych z wykorzystaniem rozwiązań opartych na transformatorach, takich jak zarządzanie dzieleniem prądu.

Istnieją również rozwiązania oparte na kondensatorach, które zostały niedawno wynalezione, które nie muszą się martwić tak bardzo o dzielenie prądu, i są oderwane od częstotliwości operacji, chociaż prawdopodobnie istnieją inne problemy.

Wiele branż korzysta z POL do zarządzania konwersją bezpośrednio na procesorze lub w punkcie obciążenia, ale niektóre firmy szukają alternatyw. Chociaż wyobrażam sobie, że wielofazowe rozwiązuje to w niektórych zastosowaniach. Chociaż jest to dość drogie pod względem powierzchni płyty i rozwiązań chłodzących. Konwerter Cuk może być również dobrą alternatywą dla niezawodności i długotrwałych rozwiązań.