Три источника на одну нагрузку Опции

[fir]

Посоветуйте, или дайте ссылку, где можно посмотреть, как организовать работу
нескольких источников питания на одну нагрузку.
Интересует равномерное распределение нагрузки на каждый источник, а не резервирование.

Исходные данные:
блок питания на 3-х 40-ватных модулях AC-DC
AME40-15SMAZ выход 15В.

Нужно по возможности равномерно нагрузить эти три модуля на одну 60Вт нагрузку.
Модули залитые, есть только вход и выход, нет возможности электронной регулировки выходными параметрами модуля.
По этой причине особого смысла в применении LM5080 (контроллера распределения нагрузки) нет. Должа быть внешняя
обвязка на дискретных элементах, которая выравнивала нагрузку на модули.
Какие есть решения, или есть специализированные контролеры (микросхемы) для управления внешней обвязкой.
Сразу оговорюсь нагрузка активно-емкостная, т.е. электронные схемы. Большой запас по мощности связан
с требованиями надежности, т.е. при выходе из строя одного модуля блок питания должен сохранять работоспособность.

Нашел на форуме две похожие темы:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=76883
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=75150
но к сожалению не мой случай.

[fir]

Речь о резервировании уже не идет?
Не слишком ли хитер "умный" вариант? Результат ведь тут можно предсказать.
"Модуль с самым низким напряжением"- это же полностью отказавший модуль. Два других за ним вслед отключатся?

Если посмотрите мой первый пост в этой теме:

Интересует равномерное распределение нагрузки на каждый источник, а не резервирование.

Резервирование, в общепринятом понятии, здесь и не предполагалось. Три (40Вт каждый) модуля работают параллельно на одну нагрузку, задача стаяла по возможности равномерно нагрузить каждый модуль. Максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку 60Вт. Предполагалось, что выход одного из модулей из строя не должно привести к отказу источника питания, оставшиеся два модуля, вполне перекрывают максимальную мощность нагрузки.

"Модуль с самым низким напряжением"- это же полностью отказавший модуль. Два других за ним вслед отключатся?

Не надо так упрощать, понятно что есть разумный диапазон выше я его оговаривала (14,7В…15,3В) плюс будет браться запас по 0,2В в каждую сторону, если модуль выходит за эти рамки он будет отключен. Тут проблем нет, поэтому эти нюансы я и не описывал.

...Тогда четвертый модуль нужно- мужика с отверткой, который бы непрерывно все подстраивал...

Для этого и прорабатываю "умный" вариант, чтобы не только мужика с отверткой не было , но и с подбором элементов не заморачиваться.

Достаточно просто три источника с уверенным режимом ограничения по току объединить. Выравнивать ничего не нужно, лишнее это.
Но вряд ли стандартные класса "рубь-ведро" смогут работать в таком режиме. Надежные источники нужно проектировать специально.

Не спорю, разумный подход. Но задача в другом, взять модули "рубь-ведро" (хотя CHINFA делает вполне приличные модули за свои деньги)
и на основе их сделать источник питания по надежности не уступающий брендовским вариантам.
Вот такой источник питания "специально проектирую" . Если серьезно, то достаточно интересная техническая задача, сначала скептически
относился к этой затеи... но уже есть неплохие результаты, по двум вариантам. Сейчас занимаюсь оптимизацией, и "прикручиванием" цепей защиты.

[Microwatt]

Если посмотрите мой первый пост в этой теме:

Резервирование, в общепринятом понятии, здесь и не предполагалось. Три (40Вт каждый) модуля работают параллельно на одну нагрузку, задача стаяла по возможности равномерно нагрузить каждый модуль. Максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку 60Вт. Предполагалось, что выход одного из модулей из строя не должно привести к отказу источника питания, оставшиеся два модуля, вполне перекрывают максимальную мощность нагрузки.

Но это же известное резервирование "два из трех". На короткое время вполне хорошо работает.
Зачем только разравнивать нагрузки - так и не понимаю. Ну выдаст один 40, другой 20, третий ничего. Потом кто-то откажет и распределятся заново. Кому это интересно как они там поделят работу 50на 50 или 66 на 33 процента, нагружаясь один на 100, другой вполсилы?

[SergCh]

Но это же известное резервирование "два из трех". На короткое время вполне хорошо работает.
Зачем только разравнивать нагрузки - так и не понимаю. Ну выдаст один 40, другой 20, третий ничего. Потом кто-то откажет и распределятся заново. Кому это интересно как они там поделят работу 50на 50 или 66 на 33 процента, нагружаясь один на 100, другой вполсилы?

Обычно это делают для выравнивания температуры модулей. От неё, как известно, сильно зависит срок службы источника питания.

[Microwatt]

Обычно это делают для выравнивания температуры модулей. От неё, как известно, сильно зависит срок службы источника питания.

Все это - домики для бездомных божьих коровок и стрекоз. Умозрительные заботы о надежности.
Источник должен быть рассчитан на полную нагрузку в течение всего оговоренного срока эксплуатации. Хочется лучше - ставьте в изделие систему общего терморегулирования.
А припарками - Вы добавляете на всю эту малоэффективную чепуху столько дополнительных компонентов, что - прощай надежность. И как все это проверить обычно всплывает уже при написании отчета по полноте проверок. Удорожает производство в разы, не давая реального повышения надежности. Даже снижая ее.
Не ломается там, где нечему ломаться. Добавляя каждую новую гайку помните, что она постоянно хочет сама отвинтиться в самый неподходящий момент.
За жизнь я уже десяток дрелей-шуруповертов угробил. Фирменных пластмассовых погремушек и добротно сделанных из литого алюминия еще в СССР. А вот дедушкин молоток, наверное, лет 70 безотказно служит. Потому что там всего 2 детали.

Так возвращаясь от лирики к теме.
Будучи на месте ТС, я бы поставил ДВА источника по 75 ватт без всяких схем выравнивания. Нагрузка будет с запасом в любом случае, два источника, что не говорите, всегда надежнее трех. Это легко показать.
Проверки минимальны, стоимость, масса, габариты и прочие хлопоты явно меньше..

[SergCh]

Все это - домики для бездомных божьих коровок и стрекоз. Умозрительные заботы о надежности.
Источник должен быть рассчитан на полную нагрузку в течение всего оговоренного срока эксплуатации. Хочется лучше - ставьте в изделие систему общего терморегулирования.
А припарками - Вы добавляете на всю эту малоэффективную чепуху столько дополнительных компонентов, что - прощай надежность. И как все это проверить обычно всплывает уже при написании отчета по полноте проверок. Удорожает производство в разы, не давая реального повышения надежности. Даже снижая ее.
Не ломается там, где нечему ломаться. Добавляя каждую новую гайку помните, что она постоянно хочет сама отвинтиться в самый неподходящий момент.
За жизнь я уже десяток дрелей-шуруповертов угробил. Фирменных пластмассовых погремушек и добротно сделанных из литого алюминия еще в СССР. А вот дедушкин молоток, наверное, лет 70 безотказно служит. Потому что там всего 2 детали.

Так возвращаясь от лирики к теме.
Будучи на месте ТС, я бы поставил ДВА источника по 75 ватт без всяких схем выравнивания. Нагрузка будет с запасом в любом случае, два источника, что не говорите, всегда надежнее трех. Это легко показать.
Проверки минимальны, стоимость, масса, габариты и прочие хлопоты явно меньше..

Не могу согласиться. Срок службы например электролитов, а от них пока никуда не деться, с ростом температуры резко падает. И если источник должен по ТУ сохранять работоспособность до температур 85 градусов или даже выше, приходится заботиться о том чтобы при параллельной работе нагрузка распределялась примерно поровну, иначе модули питания как свечки, откажут один за другим по очереди в течении гарантийного срока. Сохранять работоспособность, это не значит что источник при таких условиях безотказно проработает весь заявленный срок службы. Ресурс обычно указывается при неполной нагрузке и достаточно щадящих температурах. А делать их с ресурсом скажем в 10 лет при работе на максимальных режимах получится слишком дорого и громоздко. Система терморегулирования вообще может стоить больше чем все источники питания вместе взятые.
Чтобы дополнительные компоненты схемы для выравнивания токов не могли привести к отказу системы в целом, наличие выходного напряжения всей связки не должно зависеть от их исправности.
Например, установив проходные регулирующие транзисторы со схемой управления, отказ этой схемы может привести к тому что все регулирующие транзисторы будут заперты. Всё, приплыли.
А вот если использовать схему управления штатным выводом "trim", то при выходе из строя схемы выравнивания токов приведёт лишь к неравномерной загрузке модулей.
Вобщем всё достаточно индивидуально и зависит от поставленной задачи. Если не нужно резервирование, что мешает взять источник питания помощнее чем необходимо и обеспечить ему хорошие условия для охлаждения? Если же резервирование нужно, можно " в лоб" взять N-ное количество источников, каждый из которых имеет бОльшую мощность чем необходимо для питания нагрузки и запараллелить их через диоды.
Получится сильно дорого, поэтому целесообразнее использовать источники меньшей мощности, но со схемой распределения токов. В этом случае будет и резервирование и возможность нарастить мощность до той, которую нельзя обеспечить одним модулем.

PS/ Кстати о молотках Сколько я их переломал за время стройки, ужас! А вот дрель, сделанная в СССР до сих пор работает.

[Microwatt]

Не могу согласиться. Срок службы например электролитов, а от них пока никуда не деться, с ростом температуры резко падает. ....
. А делать их с ресурсом скажем в 10 лет при работе на максимальных режимах получится слишком дорого и громоздко. .

Ну да, Волга впадает в Каспийское море, ресурс электролитов с ростом температуры падает. Значит - убивайте обычные электролиты или температуру или и то, и другое.
Однако, помнится в последний раз на серьезной работе я сильно-сильно пыхтел над ресурсом в 3 года с вероятностью безотказной работы 0.997. Еле-еле вписались. Система насчитывала порядка 550 корпусов микросхем в одном надежностном канале.
Ресурс в 10 лет без обслуживания и ремонта, кажется, и обсуждать не стоит. Рекламу про 200лет безотказной работы из глянцевых журналов тоже во внимание брать не стоит. После 10 лет можно называть уже сколько угодно - отвечать по рекламациям будет все равно некому.

Надеюсь, мы понимаем. что надежность - надежности рознь.
Одно дело добротное изделие, которое в отдельных случаях (пусть даже в половине тиража) прослужит до морального старения. Т.е. будет выброшено до того как сломается.
Совсем другое, когда мы должны гарантировать, что из 1000 изделий за 5 лет сломается не более трех.
Так я решение для второго случая подсказывал. Оно не умозрительное. Оно считано-пересчитано, проверено-перепроверено. Любой надежник подтвердит.
Надежнее двух каналов может быть только система из 40 источников по 5ватт с отвратительным КПД. Но это дорого и разве что для моряков, где все равно чугуном балласт добавлять. Кстати, на мощных ветрогенераторах так и поступают. Ресурс 25 лет. Порядка 800 ячеек, каждые 15-20 дней одна ломается... До поломки 400-500 шт есть время.