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Aspekte der Lastverteilung beim Parallelbetrieb mehrerer Stromversorgungen

Lastenausgleich


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Beeinflussung des Rückkopplungs-Signals

Die Rückkopplungs-Einstellung beeinflusst die Regelschleife des Netzteils, indem der Rückkopplungs-Spannungsteiler mit einem Fehlerstrom beaufschlagt wird. Die Messung des Laststroms erfolgt in der Hinleitung. Der Anschluss UE wird dazu an die positive Versorgungsspannung, an der auch der Verbraucher liegt, und an den CSM-Pin (Current Sense Minus) angeschlossen. Das „beeinflussende“ Signal besteht aus einem Strom, der am TRO-Pin ausgegeben und dem Trim-Anschluss des DC/DC-Wandlermoduls zugeführt wird. Bei dem Trim-Anschluss handelt es sich meist um eine Verbindung zum Eingang des Fehlerverstärkers (FB-Anschluss) mit einem zwischengeschalteten Widerstand. Die Kleinsignal-Übertragungsfunktionen der beiden parallelgeschalteten DC/DC-Wandlermodule lauten wie folgt:

IT1 = 0,9 x Gm x (Urs1 – Urs2)

IT2 = 0,9 x Gm x (Urs2 – Urs1)

IT1 und IT2 sind die Ströme, die an die Trim-Pins der einzelnen Netzteile gegeben werden. Gm ist die Transkonduktanz des Stromteiler-Verstärkers, während es sich bei Urs1 und Urs2 um die an den einzelnen Strom-Messwiderständen abgegriffenen Spannungen handelt. Aus den Formeln ist zu entnehmen, dass IT1 und IT2 nur dann auf die Netzteile einwirken, wenn die Spannungen an den beiden Strom-Messwiderständen unterschiedlich sind. Auf diese Weise wird erzwungen, dass alle parallelgeschalteten Stromversorgungen stets den gleichen Strom liefern.

Eine weitere Methode ist die Beeinflussung des positiven oder negativen Strom-Messsignals. Voraussetzung hierfür ist allerdings ein Netzteil mit speziellem Remote-Sense-Anschluss, der entweder negative oder positive Charakteristik hat. In dieser Betriebsart werden der RSO- und der CSO-Pin des LM5080 miteinander verbunden, was dem Strom-Messverstärker die Funktionsweise eines Spannungsfehlerverstärkers mit dem Verstärkungsfaktor 1 verleiht. Zum besseren Verständnis soll der LM5080 vom Share-Bus getrennt werden, damit die Funktionsweise des Stromaufteilungs-Mechanismus deutlich wird. Die Spannung an den Anschlüssen CSP und RSO ist identisch und wird von der Spannung am Strom-Messwiderstand nicht beeinflusst. Diese Tatsache ist auch verantwortlich dafür, dass der LM5080 nicht auf das Netzteil einwirkt, wenn keine Verbindung zu einem Share-Bus besteht. Sobald jedoch auf dem Share-Bus eine Spannung anliegt, werden die Ausgänge RSO und CSO beeinflusst. So wird erreicht, dass mehrere parallelgeschaltete Netzteile gleiche Spannungen an den einzelnen Strom-Messwiderständen (Urs) erzwingen.

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Bild 3. Die interne Schaltung des LM5080 erlaubt dem Anwender die einfache Anpassung des ICs an seine Netzteil-Topologie. Der Entwickler kann z.B. das Rückkopplungssignal, das Strom-Messsignal oder das Referenzsignal zur Laststromaufteilung nutzen.

  1. Lastenausgleich
  2. Beeinflussung des Rückkopplungs-Signals
  3. Externe Lastaufteilung
  4. Beeinflussung des Referenzsignals