Надо включить параллельно несколько источников и получить на выходе суммарнцю мощность. Опции

[SWT-RUS]

Есть задача включить несколько источников мощностью по 250 ватт параллельно и получить на выходе 500 или 750 ватт (приблизительно). Никогда раньше ни с чем подобным не сталкивался но вижу что во множестве шкафных ЭПУ это решение является стандартом! Имею источник у которого на выходе обмотка трансформатора, диод конденсаторы и схема на TL431. Можно ли включить параллельно несколько таких источников? Весь мой предыдущий опыт говорит что нет. Тот у которого на выходе больше должен нагревать те у которых на выходе чуть меньше (или наоборот). Я могу менять напряжение на выходе в достаточно шировки пределах. Буду благодарен за любую теорию. Заранее спасибо.

[Guest_TSerg_*]

Должна быть схема балансировки по мощности (току).

[SWT-RUS]

Должна быть схема балансировки по мощности (току).

Спасибо за комментарий. Можете кинуть ссылку на какой-нибудь готовый пример? Еще замечено что в одной из шкафных ЭПУ (взятых на изучение) эта опция осуществляется электронно. Блок мониториинга дает команду выпрямителю по цифровой шине - например отдать 48 вольт с током 20 ампер и конкретно этот выпрямитель больше не отдает. Но включены эти выпрямителя на первый взгляд - просто впараллель 4 штуки. Как они между собой "лбами не сталкиваются"?

[Guest_TSerg_*]

Диоды?

Блок мониториинга дает команду выпрямителю.
Как они между собой "лбами не сталкиваются"?

Так вот блок мониторинга и есть балансировщик.

[SWT-RUS]

Диоды?
Так вот блок мониторинга и есть балансировщик.

Мощных диодов я там не увидел (таких чтобы 40 ампер пропустили) но посмотрю сегодня еще раз повнимательнее.

С ограничением тока на выходе в общих чертах понятно. Хотя по закону Ома ток в нагрузке определяется потребителем и больше чем ему надо он не возьмет. Меня сейчас наверное частный случай интересует -как включить 3 источника параллельно без всякого ограничения? Просто чтобы вдули каждый по 250 ватт и не грели друг-друга.

[Guest_TSerg_*]

Пример на LTC4370.

[SWT-RUS]

Пример на LTC4370.

Спасибо за наводку. Придется прочесть эти 20 страниц для повышения образовательного уровня. К счастью документация Линеара богата картинками. Но для меня это частный и неподходящий случай. У меня 3 источника или даже 4 источника по 56 вольт. Чем занимаются MOSFETы я получил представление из аннотации. Основная задача - это строгое выравнивае напряжений двух истчников. Я правильно понял?

[Guest_TSerg_*]

Да.

Есть и другие подходы на принципе ведущий - ведомые.

Ведущий ИП обеспечивает нужное выходное напряжение Uout и работает в режиме CV (стаб. напряжения).
Остальные ИП являются ведомыми, управляются ведущим ИП и переводятся в режим стабилизации тока (СС) при напряжении чуть выше Uout.

А также:
- с кольцевой связью;
- с перекрестными связями;
- ограничение токов нагрузки каналов

[Plain]

Имею источник у которого на выходе обмотка трансформатора, диод конденсаторы и схема на TL431. Можно ли включить параллельно несколько таких источников?

Сперва проясните, хотя бы для себя, каких "таких"? Потому как на выходах у светодиодных, зарядных и т.п. БП — один в один всё то, что перечислено, и их безо всяких довесков можно соединять параллельно, как и любые источники тока, каковыми они являются.

[Ydaloj]

Тот у которого на выходе больше должен нагревать те у которых на выходе чуть меньше (или наоборот)

Тот у которого на выходе больше, заглушит те, у которых на выходе меньше.

вариантов несколько:
диоды - вам уже про них говорили, работает если разница между источниками не больше падения на диодах
объединить у них цепи ОС - для этого источники должны быть подготовлены к таким надругательствам
выравнивающие резисторы - это почти прямое соединение, т.е. двое пашут - семеро руками машут

если источник по перегрузке не отключается, а снижает выходное напряжение, то можно пробовать параллелить их напрямую, тогда на хх будет работать только один, а с ростом нагрузки в работу будут включаться остальные источники

[Егоров]

если источник по перегрузке не отключается, а снижает выходное напряжение, то можно пробовать параллелить их напрямую, тогда на хх будет работать только один, а с ростом нагрузки в работу будут включаться остальные источники

Это единственно верное практическое решение. Источник, который не умеет в какой-то степени снижать выходное напряжение при полной нагрузке - не источник. Однако, может возникнуть нестабильность в цепях ОС. Для устранения этого источники объединяют через диодное ИЛИ. Предполагается, что потери на этих диодах по напряжению и мощности вполне приемлемы. Конечно, 5-вольтовые источники так не объединить, а 24-вольтовые - запросто.
Разравнивающие схемы - лихачество, имеет смысл только при построении больших систем с заведомо модульной конструкцией.
При простом объединении часть источников будут работать в режиме максимальной мощности, остальные постепенно подпрягаться в помощь.
В большинстве случаев это вполне приемлемо.

[Oxygen Power]

Так тоже не хорошо, когда часть источников работают на полную катушку, другая часть находится около своего холостого хода. Такое соотношение крайне не желательно и влияет на надёжность в целом. Грамотное решение, это когда все источники будут равно нагружены. Для такого режима работы существуют специализированные микросхемы.

[Guest_TSerg_*]

Так тоже не хорошо, когда часть источников работают на полную катушку, другая часть находится около своего холостого хода.

Совершенно верно. Есть микросхемы балансировщиков и давно.
На базе идей о вариантах качественной балансировки, выявились и существуют несколько основных принципов, о которых изложено было чуть выше:
- ведущий-ведомые ( надежность невысокая);
- кольцевые (возможно опрокидывание);
- перекрестные (высокая надежность, но усложненность ИП взаиморегулировкой)
- ограничение тока каждого канала (однотипность ИП, отсутствие связей между ИП, высокая надежность, распределение нагрузки поровну)

P.S.
Кроме всего прочего, параллельная работа ИП сопровождается снижением мощности по сравнению с простой суммой от каждого ИП и ухудшением динамики.

[SWT-RUS]

Совершенно верно. Есть микросхемы балансировщиков и давно.
На базе идей о вариантах качественной балансировки, выявились и существуют несколько основных принципов, о которых изложено было чуть выше:
- ведущий-ведомые ( надежность невысокая);
- кольцевые (возможно опрокидывание);
- перекрестные (высокая надежность, но усложненность ИП взаиморегулировкой)
- ограничение тока каждого канала (однотипность ИП, отсутствие связей между ИП, высокая надежность, распределение нагрузки поровну)

P.S.
Кроме всего прочего, параллельная работа ИП сопровождается снижением мощности по сравнению с простой суммой от каждого ИП и ухудшением динамики.

Наверное надо про свой источник больше рассказать. У меня выходное напряжение максимум 56 вольт. Могу электронно через ОС снизить до 43. В корпусе источника будет стоять контроллер, который своим ЦАПом это будет делать. Команду на снижение он получит от модуля мониторинга по последовательной шине (CAN скорее всего). То есть модульность конструкции уже как факт. Сходу не придумал как можно ограничить ток. Источник построен на UCC28600.

[iosifk]

Наверное надо про свой источник больше рассказать.

Вот мой вопрос: почему нужен именно "свой источник" и к нему "своя головная боль", если есть достаточно покупных источников, которые уже умеют работать на общую нагрузку....

Спрашиваю не просто так. Вы сейчас написали о "В корпусе источника будет стоять контроллер, который своим ЦАПом это будет делать. Команду на снижение он получит от модуля мониторинга по последовательной шине (CAN скорее всего)." Т.е. о каком-то выравнивании в статике... Причем даже не объяснили, как разные источники будут отличаться по выходному напряжению. И как Вы будете регулировать ЦАП, если нет ОС по току..
Но беда еще в том, что есть динамика. А выходное сопротивление - разное. Значит кто-то из источников перегрузится. А как он отреагирует на перегрузку? И что сделают остальные?

[Guest_TSerg_*]

Скорее всего это из серии: "Есть микроконтроллер и протокол - все остальное образуется".

[ASDFG123]

Current Sharing это функция называется, коротая вам нужна, блоки соединяются по управлению шиной CS (там просто постоянка с меняющемся уровнем), и нагрузки парралелятся. XP Power, Artesyn, TDK и д.р крупные производители имеют такие блоки. Но 250 Вт это вообще то оч. мало.

[Guest_TSerg_*]

блоки соединяются по управлению шиной CS

Какие еще блоки? У ТС свой блок без всяких функций.

[SWT-RUS]

Вот мой вопрос: почему нужен именно "свой источник" и к нему "своя головная боль", если есть достаточно покупных источников, которые уже умеют работать на общую нагрузку....

Спрашиваю не просто так. Вы сейчас написали о "В корпусе источника будет стоять контроллер, который своим ЦАПом это будет делать. Команду на снижение он получит от модуля мониторинга по последовательной шине (CAN скорее всего)." Т.е. о каком-то выравнивании в статике... Причем даже не объяснили, как разные источники будут отличаться по выходному напряжению. И как Вы будете регулировать ЦАП, если нет ОС по току..
Но беда еще в том, что есть динамика. А выходное сопротивление - разное. Значит кто-то из источников перегрузится. А как он отреагирует на перегрузку? И что сделают остальные?

Первый ваш вопрос не для этой ветки. Профиль нашей компании разработка и производства. Торгует "основной партнер". У него хватает денег и я не задаю вопросы типа "зачем". Если поручили - значит есть смысл.
Далее лучше сразу признаюсь - я "нулевой" специалист в этой тематике. Все мои дилетантские вопросы - это процесс самообразования. Более того - я не собираюсь погружаться в эту тему - моя задача разобраться в общем и написать ТЗ. Реализовывать его будет специалист, который подготовлен лучше.

У нас действительно есть источник сделанный под другой проект. Там он используется в единственном числе. Он действительно управляется в статике и там этого достаточно. У меня была надежда "малой кровью" прикрутить его ко второму проекту где таких надо включить в параллель 1....6 штук. У меня есть предложение от исполнителя но в нем не устраивает срок. Я могу с этим смириться если сам пойму что это действительно так. Конечно же пока у нас нет контроллера "который все может".

Относительно Current Sharing - почитаю. Спасибо за наводку. Но среди озвученных производителей я "знакомых" не вижу. Мне по жизни чаще попадается ссылка к Eltek.

Еще ремарка - аккаунт SWT-RUS в некотором смысле корпоративный и его используют человека 3-4. Так что разноплановые вопросы в разных ветках не должны вводить в заблуждение.

[r_dot]

...моя задача разобраться в общем и написать ТЗ...

Принцип работы источников, допускающих параллельное подключение - если ток нагрузки превышает установленное максимальное значение, источник переходит в режим ограничения выходного тока, понижая выходное напряжение. Таким образом, на общем выходе устанавливается напряжение, равное напряжению стабилизации того источника, у которого оно минимально, а остальные источники работают в режиме ограничения выходного тока, отдавая максимальную мощность, на которую они способны.
Точно выравнивать выходные напряжения источников не требуется - они сами выровнятся. Кроме того, источники вообще могут быть разной мощности.

...Имею источник у которого на выходе обмотка трансформатора, диод конденсаторы и схема на TL431...

Осталось выяснить, имеется ли у этого источника режим ограничения тока.
Если имеется - просто в параллель, если нет - требуется дополнительное устройство выравнивания токов.

[SWT-RUS]

....Осталось выяснить, имеется ли у этого источника режим ограничения тока.
Если имеется - просто в параллель, если нет - требуется дополнительное устройство выравнивания токов.

Наличие/отсутствие режима ограничения для меня вопрос. Задам его разработчику. Фактически у меня "классическая" схема включения UCC28600 с PFC UCC28051. Практически по DATASHEETу. Попытаюсь за выходные разобраться....

[Plain]

Ещё раз повторю — не ограничения, а регулировки тока. Отличие нынешней схемы от требуемой лишь в том, что, из-за разброса параметров оптрона ОС, канал управления выходным током БП получается некалиброванным, т.е., при соответствующем соединении этих сигналов, токи БП будут выравниваться, но в точности повторяя разбросы их оптронов, а это аж на порядки, да там ещё и старение. Самое тупое решение в лоб — заменить оптроны линейными.

[Guest_TSerg_*]

За два дня болтологии уж можно было и схему нарисовать, спаять и испытать.
А тут еще и к ТЗ не приступали.

[SWT-RUS]

Ещё раз повторю — не ограничения, а регулировки тока. Отличие нынешней схемы от требуемой лишь в том, что, из-за разброса параметров оптрона ОС, канал управления выходным током БП получается некалиброванным, т.е., при соответствующем соединении этих сигналов, токи БП будут выравниваться, но в точности повторяя разбросы их оптронов, а это аж на порядки, да там ещё и старение. Самое тупое решение в лоб — заменить оптроны линейными.

to Plain. Оптрон у нас самый обычный FOD817. А что значит заменить "линейными"?

to TSerg. Замечание на счет 2 дней болтовни на самом деле очень точное. Я бы сюда с этим вопросом не пришел если бы мне не выкатили неразумный (на мой взгляд) срок выполнения этой задачи - год! Я это понял так - или меня деликатно "послали" или компетенция исполнителя недостаточна и ему надо разбираться самому.

[Plain]

что значит заменить "линейными"?

https://www.google.ru/search?q=linear+optocoupler

[Егоров]

Почему-то люди последних моделей считают, что если приклеить к любому утюгу микроконтроллер и пару лазерных гироскопов, то гладить он станет заметно лучше.
Ну, работают три источника на полную расчетную мощность, один на половинную, два прохлаждаются. И что тут такого необычайного, противоестественного, что все нужно обязательно подпортить схемами балансировки, алгоритмами устранения автоколебаний...?
Зачем заведомо снижать надежность системы в целом? И резко повышать ее стоимость?
Некая чугунная крышка крепится четырьмя болтами, держится, не отпадает. Пусти туда свежеиспеченного инженера - будет микропроцессорный блок измерения температуры болтов и тензометрическая станция по выравниванию усилий их затяжки.
Не нужно множить надуманные проблемы, нужно решать подлинные.

[Ydaloj]

дык отказоустойчивость повышается жеж, если ни один из БП не будет отдуваться за других, когда другие прохлаждаются
другой вопрос - с каким разбросом надо выравнивать мощность между БП

так ведь можно взять токовый прямоход/обратноход, и на первичной стороне зарубить немного токовый сигнал, вот он раньше нужного и будет вых.напр снижать
а если делать это синхронно? Одинаковые БП, одинаковые резисторы в истоках, одинаково подтягиваем их к опорному, получаем разброс ±10%, допустимо же

[perfect]

Модули одинаковые, а неодинаковость может быть немного сгладить усреднением FB

Чем особо могут отличаться? Выходным напряжением, усилением ОС, временем реакции, .. ?

Сообщение отредактировал perfect - Oct 24 2015, 08:26

[SWT-RUS]

....
Не нужно множить надуманные проблемы, нужно решать подлинные.

Я с Вами полностью согласен. Не малейшего желанию собирать что-то дополнительное к источникам не имею. Хочу иметь несколько одинаковых источников и включать их параллельно. Я надеюсь что можно изменить имеющуюся схему таким образом чтобы источник мог трудиться параллельно с такими же как он - складывая мощности.

[Егоров]

дык отказоустойчивость повышается жеж, если ни один из БП не будет отдуваться за других, когда другие прохлаждаются
другой вопрос - с каким разбросом надо выравнивать мощность между БП

так ведь можно взять токовый прямоход/обратноход, и на первичной стороне зарубить немного токовый сигнал, вот он раньше нужного и будет вых.напр снижать
а если делать это синхронно? Одинаковые БП, одинаковые резисторы в истоках, одинаково подтягиваем их к опорному, получаем разброс ±10%, допустимо же

Нет, отказоустойчивость - из совсем другой оперы. Она тем выше, чем меньше в системе компонентов.
Добавление любых дополнительных схем как раз ее и снижает.
Источник сам по себе имеет некоторое расчетное время безотказной работы. причем, при максимальной нагрузке, если его проектировали профессионалы.
Ну и пусть трудится в этом расчетном режиме. Остальные помогают по мере необходимости.
А схемы выравнивания делают на стадии проектирования источников, встроееные. Это когда заведомо ясно что источник проектируется для работы модулем в мощной системе. Врукопашную прилепить систему разравнивания нагрузки к серийным промышленным источникам - громоздко и рисковано наспех сделанное. Полный цикл испытаний обычно опускается и потом, в эксплуатации, начинаются сюрпризы.

[Herz]

А схемы выравнивания делают на стадии проектирования источников, встроееные. Это когда заведомо ясно что источник проектируется для работы модулем в мощной системе. Врукопашную прилепить систему разравнивания нагрузки к серийным промышленным источникам - громоздко и рисковано наспех сделанное. Полный цикл испытаний обычно опускается и потом, в эксплуатации, начинаются сюрпризы.

Тогда следует сделать вывод, что источники не спроектированные для работы модулем в составе мощной системы, беспечно параллелить в надежде получить суммарную мощность - партизанщина, неизбежно влекущая сюрпризы.

[Guest_TSerg_*]

Тогда следует сделать вывод, что источники не спроектированные для работы модулем в составе мощной системы, беспечно параллелить

Нет, не так.
Если ИП имеет стабилизацию по напряжению и току, то можно "беспечно" параллелить такие источники, с учетом, что нагрузка между ними будет распределяться неравномерно, вплоть до точки максимальной суммарной мощности.

[Guest_TSerg_*]

Демонстрационный пример (статика).

Каждый канал: Uout=10 В, Ilim = 0.833 A
Выходное сопротивление канала 0.1 Ом

Исходные разбалансы между не связанными каналами: по напряжению 0.1 В, по току уставки 0 А.

Как видим по графику, переключение тока начинается при достижении каналом с наибольшим напряжением тока уставки, что и понятно.
По достижению максимального тока на ИП в целом, начинается общее ограничение тока, далее - в зависимости от схемы защиты (на схеме нет).

На графике хорошо заметна ступенька падения напряжения при перехвате режима стабилизации. Это означает, что в этом диапазоне всезда будет происходить перепад уровнем, равным исходной разности выходных напряжений каналов. В динамике нагрузки это приведет к повышеным пульсациям выходного напряжения.

Это у минусам такой схемы, кроме работы каналов с разным коэффициентом нагрузки.

[Herz]

Нет, не так.
Если ИП имеет стабилизацию по напряжению и току, то можно "беспечно" параллелить такие источники, с учетом, что нагрузка между ними будет распределяться неравномерно, вплоть до точки максимальной суммарной мощности.

А мы знаем заранее, какие источники собирается параллелить автор? Если источник имеет штатный режим перехода на стабилизацию тока из стабилизации напряжения (и назад) при превышении определённого порога нагрузки, то вопросов нет: такие источники параллелить безопасно. Но тут прозвучало мнение, что реальный источник (читай: стабилизатор напряжения) обязан снижать своё напряжение при максимальной нагрузке. Тем самым, как бы уступая товарищу место для плеча под бревном. И с этим не соглашусь. Хороший стабилизатор напряжения на то и стабилизатор, чтобы не "проседать".
Я встречал источники, которые даже повышают немного выходное напряжение при приближении к максимальной нагруженности. Возможно, это следствие не вполне сбансированной ОС, но, возможно, и "фича", способствующая компенсации возрастающего падения напряжения на проводах, идущих к нагрузке, за счёт возросшего тока.
Так или иначе, бездумно параллелить любые источники неразумно, имхо.

[Guest_TSerg_*]

Без знания свойств изделий вообще не стоит браться за что-либо.

>что реальный источник (читай: стабилизатор напряжения) обязан снижать своё напряжение при максимальной нагрузке.

Я этого не заметил или не обратил внимание, поскольку источники напряжения параллелить конечно же глупо.

[Ydaloj]

А мы знаем заранее, какие источники собирается параллелить автор?

я тк понял - источники собственного приготовления. То есть, у автора полный карт-бланш на руках. Надо правильно им воспользоваться и научить их работать, как уже сказали, "под одним бревном"

[NeonS]

я тк понял - источники собственного приготовления. То есть, у автора полный карт-бланш на руках. Надо правильно им воспользоваться и научить их работать, как уже сказали, "под одним бревном"

Ну да, осталось "самое малое" - разработать источник питания под будущую систему "шеринга" .
Я так понял, источник уже существует и не заточен под балансирование "между субъектами".
Но если у имеющегося источника есть стандартный voltage sense, то проще устроить внешнюю балансировку при помощи UCC39002.
Расплата - неизбежное снижение полосы пропускания всей системы в разы.
К тому же могут быть тривиальные проблемы со стартом в общую емкость и нагрузку.

[SWT-RUS]

Спасибо всем поучаствовавшим в дискуссии. Лично для меня как для технаря ситуация достаточно прояснилась. Теперь хочу спросить как коммерсант/проиводственник.

По факту у нас потребление системы от 150 ватт до 1500 ватт. Когда мы имеем минимальное потребление то ставим то что есть сейчас - 250 ватт. А когда у нас потребление 500 ватт то по логике надо будет ставить 2 таких источника параллельно. Вопрос: себестоимость двух одинаковых источников в производстве с учетом всех сложностей насколько меньше (если вообще меньше) одного источника на 1500 ватт без всевозможных схем запараллеливания?

3 штуки мне уже точно видятся дороже одного...

[Herz]

По факту у нас потребление системы от 150 ватт до 1500 ватт. Когда мы имеем минимальное потребление то ставим то что есть сейчас - 250 ватт. А когда у нас потребление 500 ватт то по логике надо будет ставить 2 таких источника параллельно.

По логике, надо будет ставить три, ибо в данном случае 1+1 не равно двум. Ведь идеального распределения нагрузки между двумя источниками не получится, это Вы должны были понять из прошедшего обсуждения.

3 штуки мне уже точно видятся дороже одного...

Этот вопрос совсем не так прост, чтобы на него ответить однозначно. Надо считать. Увеличение выходной мощности источника не ведёт к линейному увеличению его себестоимости.

[Guest_TSerg_*]

Для ИП повышенной мощности могут потребоваться иные схемотехнические решения.