Современная электроника №5/2026

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 17 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 Рис. 1. Блок-схема системы электропитания с параллельным соединением модулей преобразователей напряжения без механизма распределения тока нагрузки Рис. 2. Блок-схема системы электропитания с параллель- ным включением модулей питания, равномерным рас- пределением мощности нагрузки с защитными диодами (по схеме «ИЛИ») от короткого замыкания по выходу и дис- танционным измерением напряжения на выводах нагрузки Модуль 1 Модуль 2 VIN+ VIN– ISHARE VIN+ VIN– ISHARE +S VO– VO+ –S +S VO– VO+ –S Нагрузка + – Модуль 1 Модуль 2 VIN+ VIN– ISHARE VIN+ VIN– ISHARE +S VO– VO+ –S +S VO– VO+ –S Нагрузка + – нения работоспособности при отказе отдельных элементов модуля. Напри­ мер, в том случае, когда видом отказа является закороченный выходной кон­ денсатор, допустим, в Модуле 1, выход Модуля 2 также будет закорочен, если модули работают параллельно (рис. 1). Этот недостаток можно исправить включением блокирующих диодов по схеме «ИЛИ» последовательно с каж­ дым выводом положительного напря­ жения, таким образом разделяя выхо­ ды друг от друга в случае короткого замыкания выхода (рис. 2). Режим перенапряжения Дистанционное измерение напря­ жения на нагрузке (или отслежива­ ние тока нагрузки и формирования управляющего сигнала для источни­ ка опорного напряжения) позволяют преобразователю контролировать и регулировать выходное напряжение непосредственно на нагрузке (выводы внешней обратной связи +S и –S под­ ключены непосредственно к зажимам нагрузки, рис. 2). В некоторых систе­ мах, где существует чрезмерное паде­ ние напряжения на соединительных проводах, дистанционное измерение компенсирует эти потери, позволяя формировать в результате стабили­ зированное напряжение на нагруз­ ке. Но когда напряжение на выхо­ де преобразователя повышается для компенсации потерь напряжения на токоведущих проводах, необходимо соблюдать осторожность для гаран­ тирования, что выходное напряже­ ние не достигнет условия перенапря­ жения, которое во многих устройствах приведёт к блокировке преобразова­ теля. Снабжение электропитанием в таком случае может быть восстанов­ лено повторным включением преоб­ разователя – в результате возникает простой системы. При параллельном соединении с развязывающими диодами почти всегда в этом случае должно быть использовано дистанционное изме­ рение напряжения на нагрузке для компенсации падения напряжения на диодах. Альтернативой является подстройка выходного напряжения модулей для компенсации падения напряжения на диоде. Но у обычного преобразователя с 5-вольтовым выхо­ дом допустимая величина компенса­ ции дистанционного измерения равна 10% или 0,5 В. И при приблизитель­ ной величине падения напряжения на блокирующем диоде 0,4 В это допу­ щение оставляет небольшой запас для любых дополнительных потерь напря­ жения на соединительных проводах. Для преобразователей с выходными напряжениями 3,3 В и 2 В проблема становится ещё более острой: может потребоваться смещение уставки выше номинала (например, до 3,7 В и 2,4 В), а также переход от дистанцион­ ного к локальному измерению напря­ жения [1]. В этой ситуации блокирую­ щие диоды должны быть подобраны по соизмеримым значениям прямых падений напряжений. Эта проблема может быть решена применением в качестве защитных элементов МОП- транзисторов с небольшим сопротив­ лением сток–исток в открытом состо­ янии и падением напряжения на транзисторе несколько десятков мВ, но в этом случае потребуется приме­ нение дополнительной схемы управ­ ления МОП-транзисторами [2], [3]. Кроме того, преобразователи не могут гарантировать равномерное распределение токов, так как обрат­ ная связь регулирования выходно­ го напряжения с высоким петлевым усилением вызывает дисбалансы выходных токов. Это означает, что Модуль 1 может быть нагружен на 100%-ную нагрузку, в то время как Модуль 2 будет находиться в режиме холостого хода. Эта компоновка имеет несколько негативных последствий. Первое, в том случае, когда Модуль 1 обеспечивает полную нагрузку, он так­ же рассеивает всю тепловую энергию. Это приведёт к значительно меньше­ му значению среднего времени нара­ ботки до отказа для Модуля 1, чем для случая, когда ток был бы распреде­ лён между преобразователями в рав­ ной степени. Второе, в случае выхода из строя Модуля 1 Модуль 2 должен переключиться фактически из режи­ ма холостого хода в режим работы при полной нагрузке. Это скачкообразное изменение нагрузки, вероятно, при­ ведёт к резкому падению напряже­ ния на выходе Модуля 2, так как его внутренний выходной конденсатор в начальной стадии лишится всей своей накопленной энергии, в то время пока модуль пытается достичь своего зано­ во установленного рабочего режима. Это резкое понижение выходного напряжения может привезти к нару­ шению работы функциональных частей питаемой аппаратуры, вызвав системный сбой, перезагрузку, защёл­ кивание и даже выключение. Если бы в начальной стадии нагрузка между