开关电源并联供电系统
开关电源模块并联供电系统的设计与实现
Design and Implementation of Parallel Power Supply System of Switching Power Supply Module
ZHANG Ke-er,XUE Biao
（ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｏｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｙａｎｇ ７４５０００，Ｃｈｉｎａ）
近些年来，我国电力电子技术飞速发展，用来给设 备提供电能的电源在计算机、军事、航天、医疗等关系 到国家安全和国计民生的领域得到广泛应用。 但是各种 各样的电子设备对电源的输出功率和电流要求越来越 高， 这就使得开关电源向更大功率和更大电流的方向发 展。 因此， 大功率、 大电流、 高性能的开关电源的研制成 为发展的潮流。 但受到半导体功率器件和磁性材料本身
1 方案的设计
28 世界有色金属 2016年 3月上
综合 C omprehensive
1.1 设计思路 并联的 DC/DC 模块如图 1 所示。 两个并联 DC/DC 模块在输入电压为 24V 时，输出 8V 稳定的额定直流电 为两个并联模块输出的电流 I 1 和 I 2 之和。并且两个并 联模块的输出电流 I 1 和 I 2 可以根据负载的变化进行自 动分配。 压， 共同为负载电阻提供功率。 流过负载电阻的电流 I O
综合 C omprehensive
开关电源模块并联供电系统的 设计与实现
张可儿，薛 彪
（陇东学院电气工程学院， 甘肃 庆阳 ７４５０００）
本设计以 ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ３２Ｓ２ 单片机作为控制核心， 通过主从均流的方法对采集到的两路电流信号进行比 摘 要： 较调整， 从而达到均流的目的， 并对电流信号的数值进行显示。 该系统主要由并联 ＤＣ－ＤＣ 稳压电源和电压、 电 流测量控制系统组成。 其中， 放大器 ＡＤ６２０ 用来放大采集到的电流信号 ； 比较器 ＬＭ３９３ 对采集到的两路电压 信号进行比较 ； 液晶屏 ＬＣＤ１６０２ 用来显示测量到的两路电流值。 经实验检测， 在效率高达 ８５％ 的基础上， 还能 很好的平均分配两条支路上的电流， 并且输出电流准确、 电压稳定， 说明设计的合理性， 具有一定的实用价值。 开关电源 ； 并联供电 ； 单片机 ； 均流 ； 关键词 ： ＴＭ２０２ Ａ １００２－５０６５ （２０１６） ０５－００２８－４ 中图分类号 ： 文献标识码 ： 文章编号 ：
浅谈开关电源模块并联供电系统
比，规定电流输出，从而实现恒压恒流。电路示意图如图 １ （左）。
２．２开关电源控制电路的方案选择。 方案二中采用低阻值精密电阻，在实际电路中不可避免 的会引入接入电阻，对两路电流比值有很大影响。方案三中 采用单片机调节，单片机处理速度很难跟上电流变化速度， 因此用单片机进行 ＰＩＤ调节时间长，不容易稳定。所以选择 方案一进行具体设计。 ２．３开关电源控制电路的方案论证 该系统由两个开关电源并联而成，其中一个电源做电压 源稳定电压，另一个电源做电流源补偿电流。芯片主干稳压 芯片选用 ＬＭ２５９６，它自带硬件闭环调节功能，可以通过 ４号 管脚返回的反馈值自动调节输出的大小。在电路中调节负 载电阻值，使 ＩＯ 达到指定值，保持电压源不变，单片机根据 所需比 例 计 算 电 流 源 折 合 所 需 电 流，调 节 数 字 电 位 器 ＭＣＰ４１０１０，使电流源输出合适的电流。 例如：所需 ＩＯ ＝１Ａ，比例 Ｉ１：Ｉ２ ＝１：１，则通过单片机给 ＭＡＸ４２１７的 ＳＩ管脚编码信号调整电阻值，使电流源输出电 流稳定在 ０．５Ａ，此时，负载两端由于电压源作用依旧保持 ８Ｖ，而电压源 输 出 电 流 由 于 受 电 流 源 补 偿 作 用，输 出 变 为 （１Ａ－０．５Ａ＝０．５Ａ），此时 Ｉ１：Ｉ２ ＝１：１，符合题目要求。 ２．４过流保护方案比较 方案一：通过采样电阻两端的电压计算出 ＩＯ 值，经 ＡＤ 转换模块将电流值反馈给单片机，当检测电流值超过 ４．５Ａ 时切断 ＸＸ芯片电源或降低 ＰＷＭ波占空比。 方案二：在输出电路中串入可自恢复保险丝，当电流大 于 ４．５Ａ时，自恢复保险丝由低阻抗转为高阻抗切断电路。 电流降低后可恢复正常工作。 ３ 开关电源模块并联供电系统的硬件电路设计 ３．１电压源模块 参考 ＬＭ２５９６的 ｄａｔａｓｈｅｅｔ中应用实测电路图，输出电压 的计算可由下式给出： ＶＯＵＴ ＝ＶＲＥＦ（１＋ＲＲ２１）， 其中 ＶＲＥＦ ＝１．２３Ｖ， Ｒ２ ＝Ｒ１（ＶＶＯＲＥＵＦＴ －１）， 为了确保输出稳定，Ｒ１ 选用标称阻值为 １ＫΩ，精度为 １％的电阻。 ＣＩＮ———４７０μＦ／３５Ｖ ＣＯＵＴ———２２０μＦ／３５Ｖ Ｒ１———１Ｋ Ｄ１———５Ａ／４０ＶＩＮ５８２５ Ｌ１———６８μＨ Ｃ３——— 可以不焊
开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统摘要：在模块化分布电源系统中，为了实现完全稳定可靠的供电系统，模块化电源的并联技术则显得尤为的重要，通过多路开关电源并联使得输出大功率技术得以迅速的发展。
采用DC/DC芯片TPS5430DDA设计并制作了两路均流电源，均流的实质是通过均流控制电路，调整个模块的输出电压，从而调整输出电流，以达到电流均分目的。
再通过一定电流放大的电路控制两个模块的电流按1：2的比例自动分配。
关键词：DC/DC转换器TPS5430DDA 均流电流按比例分配引言电源并联运行是电源系统的发展方向之一,因为分布式供电相对集中,供电具有容量易扩充、可靠性高、使用灵活、便于维护等优点。
而实现开关电源并联运行的核心就是均流技术。
一般的开关电源是一个电压型控制的闭环系统，均流的基本思想是采样各自的输出电流信号，并把信号引入控制环路中，来参与调整输出电压。
选择不同的电流信号的注入点，可以直接调节系统的基准电压、反馈电压、或者反馈电流误差，形成多种均流方案，以满足不同的稳态性能和动态响应。
目前常用的均流方法主要有输出阻抗法、主从设置法、平均电流法、最大电流法等,这些均流方法多数采用的是模拟量控制。
一．设计方案论证1. DC/DC芯片选择方案一：采用UC3842是一种型性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。
该调制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。
其主要优点是其管脚效应少，外围电路简单，电压调整率可达0.01%，工作频率高达500KHz，启动电流小于1mA，正常工作电流为5mA，并可利用高频变压器实现与电网的隔离。
该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
但它的大电流推挽输出只达1A。
方案二：采用TPS5430采用DC/DC芯片TPS5430DDA，它的输入电压10—35V，最大输出电流达到3A，效率可以达到90%，内部集成了驱动电路和1.221V基准源，固定的工作频率500KHz。
并联开关电源供电系统设计
１ 总体方 案设计
图 １ 系统框图 １ ． １ Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ变换器的设计 方案一 ： 正激式 Ｂ Ｕ Ｃ Ｋ拓扑
方案二 ： 主从控制法 个单元作 为主控单 元 ， 工作在电压源 （ ｃ ｖ ） 方式 ， 另 一个单 元工 作 于电流源 （ ｃ ｃ ） 方式 ， 利 用来 自 输 出 电流 的误差 电压 △ｕ来实 现均 流控制 。 实际上是由电压环 （ 外环 ） 和电流环 （ 内环 ） 构成 电流控制型的 双环控制 。 采用 这种 均流法 ， 精度很高 ， 控制结构简单 ， 模块间连线少 ， 易于拓展为多路 主从控制法较 自主均流法使用元件少 ． 成本低 。 结构 简单 ． 故选择 方案二
方案二 ， 电路结构简单 ， 工作稳定 可靠 ， 控制灵活方便 ， 损耗较小 ， 效 率较 高 ， 在负载调整率 、 电源效率方面较方 案一 均有改善 。因此 ， 选
择方案 二实现 Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ变换 １ ． ２ 均流控制方法
＝ 丽 Ｖ Ｏ Ｕ Ｔ × （ １ 一 Ｆ ｏ ｏ ｔ ）
： ‘ Ｏ Ａ Ｄ ＋
（ ３ ）
（ ４ ）
方案一 ： 最大 电流均流法（ 自主均流法 ） 采用负载共享控制器实现均流控制 。 在Ｄ Ｃ — Ｄ Ｃ模块 正常工作时 ， 厶 。 ＝ ２ ． ０ Ａ， Ｍ Ｐ １ ５ ９ ３的开关频率ｆ ｓ ＝ ３ ８ ５ ｋ Ｈ ｚ ， 取ａ ／ ， ＝ ０ ． ３ ／ ， 。 。 将两路控 制器的均流母线连 接 ， 自动选 出电流最大 的一 路 ， 并将 此路 求得 ： Ｌ ＝ ５ ． ７ ＃ ａ， 选用 ｓ Ｐ Ｑ １ ０ ４ — ７ Ｒ Ｏ Ｍ 型号的 电感 （ Ｌ ＝ ７ ． Ｏ Ｈ， Ｉ Ｄ Ｃ ＝ 电源作为 主电源 。均流母线上 的电压 由主 电源的输 出电流决定 ， 控制 ４ ． ８ Ａ） 。
开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统摘要:本设计基于通过调节PWM波来获得一个由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统。
本系统主要由buck降压斩波模块、PMOS管IRF4905驱动模块、电流检测模块、电压反馈控制模块、辅助电源模块和MSP430单片机控制模块组成。
通过SG3525硬件控制产生PWM波实现电压的反馈设计从而产生稳定的8V直流输出电压；通过MSP430单片机的TIMER直接产生的PWM波实现电流反馈设计从而能够使电流按指定的比例自动分配。
关键词：PWM控制；BUCK电路；双电源并联；电流反馈；电压反馈随着技术的发展，低电压DC-DC电源的功率越来越大，传统的单个DC-DC开关电源供电已经不能满足要求。
本系统采用了DC-DC开关电源并联供电系统。
比传统单电源的电流最大可多—倍的输出。
此系统中的一个DC模块为恒压源。
另一个DC模块则为可控电流源。
这种结构可以轻松实现恒定电压输出，并且两个模块可调电流输出供电。
1 总体方案设计本系统主要由两路并联的主电路电压产生模块、PMOS管驱动模块，电流反馈控制模块、电压反馈控制模块、辅助供电电源模块、单片机控制模块等构成。
电压产生模块1和2均产生8V直流电压，其中电压产生模块2通过SG3525硬件控制产生PWM波来实现电压的反馈设计，反馈速度极快，能使电压产生模块2的输出电压稳定在8V而不随其他因素而变化，从而使并联后的输出电压为稳定的8V，相当于电压源；电压产生模块1利用单片机产生的PWM波来实现反馈控制，通过微调输出电压从而实现电流的比例分配。
如图1所示。
2 系统硬件设计与分析2.1 主电路部分系统主电路由两个buck电路组成，buck电路1通过电流反馈控制工作在电流源状态，buck电路2通过电压反馈控制工作在电压源状态从而产生稳定的8V直流输出电压，因为电阻上的电压8V不变，电阻阻值不变，所以总电流不变。
通过调节buck电路1的电压从而实现电流的比例变化。
开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】摘要：本设计采用两个DC-DC模块并联供电系统完成开关稳压电源的设计以及制作。
系统主要由整流滤波电路，DC-DC变换电路，液晶显示和控制电路四部分组成，输入的值经过单片机处理来程控输出电压，且输出电压和电流可实时显示。
开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片SG3525及相关电路完成。
系统具有输出过流保护功能，且可以实现对输入电压、输出电压和输出电流的测量和检测。
关键词：DC-DC，整流滤波，脉宽调制，开关电源，液晶显示Abstract: This design uses the two DC-DC module parallel power supplysystem to complete a switching power supply design and production. System mainly by the rectifier filter circuit, DC-DC transform circuit, liquid crystal display and control circuit four parts, the input value of the single chip to program, and the output voltage output voltage and current can real-time display of switch power by integrated control PWM control chip SG3525 and related circuit completed. The integrated control switch power supply by pulse width modulation control chip SG3525 and related circuit complete system with output over current protection function, and can realize to the input voltage output voltage and output current measurement and testing.Keyword：DC-DC, rectifier filter, pulse width modulation, switch power, liquid crystal display前言：电源是电子设备的心脏部分，其质量好坏直接影响着电子设备的可靠性能，而且设备故障的百分之六十来之与电源。
开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统摘要：本设计的两个DC/DC功率变换模块采用TI公司的TPS5430开关电源控制芯片完成。
两个DC/DC功率变换模块并联工作后的负载电流分配和控制利用单片机MSP430和模拟电路配合实施。
通过电流传感器来实现电流的隔离采集，通过电阻串联分压来采集电路中电压。
电流、电压信号通过A/D转换送给单片机进行信号处理并实时显示在液晶显示器上，并根据采集到的电流大小实施过流保护。
通过一个模拟电路求得两个模块的输出电流之差，两路电流之间的比例由单片机通过IO端口调节数字电位器的分压比来决定。
最后用这个差值去影响变换模块的电压反馈量，从而实现了电流的按比例分配。
关键词：DC/DC功率变换隔离电流检测过流保护按比例分配目录一．总体方案描述 (3)1. 总体思路 (3)2. 系统结构框图 (3)3. 抗干扰措施 (3)二、方案比较与论证 (4)1. DC-DC变换方案 (4)2. 电流检测方案 (4)3. 均流控制方案 (5)4. 单片机控制方案 (5)5. 控制部分供电方案 (6)三．理论分析与计算 (6)1. DC-DC变换 (6)2. 电流检测 (6)3. 均流控制电路 (7)四．系统电路设计 (7)1. DC-DC变换 (7)2. 输入输出电流检测电路 (8)3. 均流控制电路 (8)4. 控制部分供电电路 (9)五．系统软件设计 (9)六．测试方案与测试结果 (10)七．总体结论 (12)参考文献 (13)附录（图） (14)一．总体方案描述1.总体思路本设计首先是制作两个输出电压稳定的DC-DC变换器，然后通过对电路中的电流电压进行检测并将检测的结果通过A/D转换送给单片机处理。
一方面单片机将采集到的电流电压信号显示在液晶屏上，另一方面单片机根据采集到的信号通过模拟电路的配合对两路输出支路电流实施均流控制。
与此同时，根据采集到的电流大小，单片机可对电路进行实时监控实现过流保护功能。
开关电源模块并联供电系统
题目：开关电源模块并联供电系统作者：钟海东、杨威、邓毅赛前辅导教师：丁忠文稿整理辅导教师：付长友学校：四川理工学院摘要本系统采用可控恒压源（A模块）与可控恒流源（B 模块）并联。
可控恒压源调节、稳定输出电压；根据负载电流大小，计算出恒流源应输出电流值并控制其输出，使A 模块与B模块的电流按照设定比例输出。
DC/DC恒流恒压电路均采用TI公司的TPS54331芯片，微控制器MSP430F2616作为系统显示、AD采样与DA模拟量输出，模拟信号处理由OP07、LM358完成。
系统调节方便、输出电压不随负载变化而变化，系统反应速度快、稳定性好、纹波小。
关键字:可控恒压源；可控恒流源；并联供电；MPS43OF2616；TPS54331；过流保护AbstractThe system uses a controlled voltage source (A module) in parallel with the controlled current source (B module). The controllable voltage source regulate and make the output voltage stably. According to load current, microcontroller calculate the output current value of controlled current source and control its output,so that the A block and B block set out in accordance with the needed current ratio. DC / DC constant current constant voltage circuit use TI's TPS54331 chip, microcontroller MSP430F2616 act as the system display, A/D Converter sampling the signal and D/A Converter achieve analog output. Analog signal processing accomplished by the OP07, LM358 .This system is easy to adjust,and the output voltage is immuned to load changes. The system response rapidly, with good stability and small ripple.Keyword: controllable voltage source; controllable current source; parallel power supply; MPS430F2616; TPS54331; over-current protection.一、设计方案论证1.1 系统电流分配方案选择为了实现开关电源模块并联供电系统，如图1所示，可采用2种方案实现。
基于C8051F020的开关电源并联模块供电系统设计
基于 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０的开 关 电 源 并 联 模 块 供 电 系 统设 计
基于 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０的开关电源并联模块供电系统设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓｕ ｐｐ ｌ ｙ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃｅ ｓ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｐａｒ ａｌ ｌ ｅ ｌ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｗｅｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ｓ ｉ ｎｇｌ ｅ ｃ ｈｉ ｐ， ｉ ｎ ｃｌ ｕ ｄｉ ｎｇ ｉ ｔ ｓ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｉ ｎ— ｃｉ ｐｌ ｅ。 ｒ ｅ ａｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ａｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｍｏｄｕ ｌ ｅ ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ａ ｎｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａｒ ｅ ｄｅ ｓｉ ｇｎ． Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａｐ ｅｒ ｐｕ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ａ ｐ ａｒ ａｌ ｌ ｅｌ ｓ ｗｉ ｔ ｃｈ ｉ ｎ ｇ ｐｏ ｗｅｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｏｒ ｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃ８ ０５１ Ｆ ０ ２０ ， ａｎ ｄ ｄ ｅｓ ｉ ｇｎｓ ａ ＤＣ／ ＤＣ ｍｏｄｕ ｌ ｅ ｐａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅｌ ｐｏ ｗｅｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｗｏ ｒ ａ ｔ ｅｄ ｏ ｕ ｔ ｐｕ ｔ ｐ ｏｗｅ ｒ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｌ １ ６ Ｗ， ｏｕ ｔ ｐ ｕｔ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇｅ ａ ｒ ｅ ８Ｖ． Ｔ ｈｅ ｏｕ ｔ ｐ ｕｔ ｃｕ ｒ ｒ ｅｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｐａｒ ａｌ ｌ ｅ ｌ ｍ ｏ ｄｕｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏｗｅｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｓ ｙ ｓ — ｔ ｅｍ ｃａ ｎ ｂｅ ｉ ｎ ａ ｃｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ａｎ ｇｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｗｏ ｍｏｄｕ ｌ ｅ ｓ ｃａ ｎ ｂｅ ｃｕ ｒ ｒ ｅｎ ｔ ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｍｏｒ ｅ ｏ ｖ ｅｒ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ｏａ ｄ ｓ ｈ Ｏｒ ｌ ｃｉ ｒ ｃｕ ｉ ｔ ． ｔ ｈｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｅｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｉ ｓ ａ ｂｏｕ ｔ ８ ５％ ．
开关电源模块并联供电系统设计大全
摘要在电源的实际使用过程中，各种负载对于供电的可靠性要求不同，当单台电源不能提供负载的全部容量的时，就需要多个电源模块并联使用，以提高电源的容量和运行的可靠性。
在实际的使用过程并不是简单的把各个电源并联使用就可以让电源平均承担功率。
这是由于电源各自参数的分散性，使得每个电源的开路电压和内阻均会存在差异，通常开关电源的内阻都非常小，因此开路电压很小的差异就会导致各电源的输出电流有较大的差异，这种状态会导致各个电源的寿命衰减不一致，达不到电源的可靠性和稳定性的要求，这就要求在电源并联使用过程中使用均流技术。
关键词：开关电源电源并联均流技术一：设计要求1）任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为 16W 的 8V DC/DC 模块构成的并联供电系统（见图 1）。
2）要求1.基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压U O=8.0±0.4V。
（2）额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于 60%。
（3）调整负载电阻，保持输出电压U O=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和I O=1.0A 且按I1:I2=1:1模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于 5%。
（4）调整负载电阻，保持输出电压U O=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和I O=1.5A 且按I1:I2= 1:2模式自动分配电流，每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
2．发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使负载电流IO在 1.5~3.5A 之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.5~2.0）范围内按指定的比例自动分配，每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于2%。
（2）调整负载电阻，保持输出电压 UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO=4.0A 且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于2%。
开关电源并联使用的方法
开关电源并联使用的方法开关电源并联使用是一种常见的电源设计方法，可以提供更高的输出电流，增加电源的可靠性，并提高电源系统的效率。
下面将详细介绍开关电源并联使用的方法。
一、开关电源并联使用的基本原理开关电源并联使用的基本原理是将两个或多个相同类型的开关电源输出端并联在一起，以增加输出电流。
这种设计方法适用于需要高输出电流的应用场景，例如服务器、数据中心等。
二、开关电源并联使用的优点1. 增加输出电流：通过将多个开关电源并联在一起，可以增加电源系统的输出电流，以满足高负载设备的需要。
2. 提高可靠性：当一个开关电源发生故障时，其他开关电源可以继续工作，从而提高电源系统的可靠性。
3. 均流作用：通过并联多个开关电源，可以平衡各电源的输出电流，减少因负载不均导致的过热和损坏风险。
4. 扩容能力：通过增加并联的开关电源数量，可以扩展电源系统的容量，支持更多的负载设备。
三、开关电源并联使用的注意事项1. 确保开关电源类型相同：并联的开关电源必须是相同类型、相同规格的，以保证良好的均流效果和系统稳定性。
2. 电压和电流匹配：并联的开关电源的电压和电流应相匹配。
如果电压不匹配，可能导致过压或欠压故障；如果电流不匹配，可能导致过载或欠载问题。
3. 均流控制：为了实现良好的均流效果，需要采取适当的均流控制措施。
常用的均流控制方法包括主从控制法、平均电流法、最大电流法等。
4. 负载分配：在并联多个开关电源时，需要合理分配各电源的负载，以充分利用各电源的容量，避免过载或欠载。
5. 热设计：由于并联的开关电源数量增加，总热量也会相应增加，因此需要进行合理的热设计，确保电源系统在高温环境下正常工作。
6. 维护和管理：对于并联使用的开关电源，需要定期进行维护和管理，包括检查各电源的工作状态、清理灰尘、更换故障部件等。
四、开关电源并联使用的实现方法1. 选择合适的开关电源模块：根据实际需求选择合适的开关电源模块，确保其类型、规格和参数与系统要求相匹配。
全国大学生电子设计大赛报告
题目名称：开关电源模块并联供电系统（A题）摘要开关电源模块并联供电系统是采用8位Atmega88的开关电源，主电路采用LM2576和LM2596作为两块并联的开关电源。
LM2576作为恒压源，LM2596作为恒流源。
该两块开关电源保证系统的效率，电流电压调整率和输出精度要求。
系统具有限流保护功能，HD7279键盘输入输出等多种功能。
该系统主要采用硬件反馈调节，调整能力强，使单片机负载小。
本系统功能完善，在支路在0.5-2A输出范围内，干路电流输出范围使1-4A其分压比由外界输入。
由AD采用，读出干路电流，经数字电位器调整恒流源工作状态，使其自调整实现固定分压比，并且电流精度满足在百分之五以内。
关机或过流保护收后，具有可以记忆参数、自恢复功能。
AbstractSwitching power supply modules in parallel power supply system is the use of 8-bit Atmega88 switching power supply, the main circuit LM2576 and LM2596 as two parallel switching power supply. LM2576 as the voltage source, LM2596 as a constant current source. The two switching power supply to ensure efficiency of the system, current and output voltage regulation accuracy requirements. System has a current limit protection,HD7279 keyboard input and output functions. The system uses hardware feedback regulation, adjust the ability to make a small single-chip load.The system is functional, the branch in the output range of 0.5-2A, distributors current output range 1-4A the partial pressure than by the external input. Used by the AD, to read out the current trunk, the digital potentiometer to adjust the current source working condition, to self-adjust to achieve a fixed partial pressure ratio, and accuracy to meet the current five percent or less. After closing down or over-current protection, with memory parameters can be, since the recovery.1 方案论证与比较 (3)1.1系统方案论证 ..................................................................... 错误!未定义书签。
开关电源模块并联供电系统设计
选修课设计(论文)题目开关电源模块并联供电系统设计专业电子信息工程班级111 112班姓名邓逸博浙飞汪超指导教师王章权所在学院信息学院完成时间：2014年5月开关电源模块并联供电系统设计电子信息工程专业邓逸博浙飞汪超摘要：本设计设计制作的是开关电源模块并联供电系统，能够广泛应用在小功率及各种电子设备领域，能够输出8V定压，功率可达到16W，并根据要求对两路电流进行按比例分配。
本系统由DC/DC模块，均流、分流模块，保护电路组成。
DC/DC 模块以IRF9530芯片为开关，配以BUCK的外围电路实现24V-8V的降压与稳压。
采用LM328比较电路实现电流和电压的检测，控制由DC/DC模块构成的并联供电系统均流与分流工作模式，通过比较器电路实现过流保护。
同时进行LCD1602液晶同步显示、独立键盘输入控制。
输入的值经过单片机处理程序来控制输出电压，且输出电压和电流可实时显示。
关键词：DC/DC模块，BUCK，电流分流目录一、绪论 (1)二、设计的目标与基本要求 (1)（一）、设计目标 (1)（二）、基本要求 (2)三、系统设计 (2)（一）、系统框图 (2)（二）、硬件设计与方案选择 (3)1、单片机选择 (3)2、主电路选择 (3)3、驱动电路图 (4)4、辅助电源 (5)5、电流、电压采样 (6)6、显示、按键 (7)(三)、软件设计 (7)1、主程序 (7)2、按键程序 (8)3、液晶程序 (9)4、采样程序 (10)5、中断、PID流程图 (11)四、调试过程 (12)（一）、遇到的问题及解决办法 (12)（二）、数据分析 (13)五、体会与展望 (14)参考文献 (15)附录 (15)附录1．整体电路图 (15)附录2．程序代码 (16)一、绪论分布式直流开关电源系统取代传统的集中式直流开关电源系统已成为大功率电源系统的发展方向：（1）单台大功率电源容易受技术、成本的限制；（2）单台直流开关电源故障会导致整个系统的故障，而分布式电源系统由若干电源模块并联组成，某个电源模块故障不会导致整个电源故障；（3）可根据实际负荷的变化，自动确定需要投入运行的模块数量或者解列退出的模块数量，对变负荷运行很有意义；（4）由于多个电源模块并联运行，使每个电源模块承受的电应力较小，具有较高的运行效率，且具有较好的动态和静态特性。
最新开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统开关电源模块并联供电系统摘要本设计主要采用三极管NECB772C、集成运放LM358以及AVR单片机ATmega16实现开关电源模块并联供电系统。
系统通过单片机控制两个并联供电模块，实现恒压输出与比例可控的两路恒流输出。
单片机的整个控制方式采用先恒压再恒流的方式，并根据采集数据实现两路模块电流按比例自动分配。
因此，该系统具有响应速度快，控制方便，算法简单，性价比高，系统效率高、工作稳定可靠等优点。
关键词：开关电源恒压恒流比例可控Abstract:The paper mainly designs a power supply system with switching power supply modules in parallel, adopting transistor NECB772C, integrated operational amplifier LM358 and the AVR microcontroller ATmega16. In order to output constant voltage and two streams of ration-controllable constant current, the system employs SCM to control two power supply modules in parallel. The SCM control mode adopts constant voltage at first and then turns to constant current, with the two streams of module current allocating automatically according to the ratio. Therefore, the system has many advantages, such as fast response, easy control, simple algorithm, high performance cost ration, efficient system, as well as stable and reliable operation. Keyword: switching power;constant current; constant voltage; ration-controllable1 整机与各模块方案论证与选择1.1 整机方案论证与选择方案一：电路原理框图如图1所示，该图的本质是用开关电源调压，模拟恒流源调流：则用两路开关电源将24V电压降到8+（2～3）伏电压处，用模拟恒流源比例调控输出电流，并耗散掉这多余的2到3V电压对应电能，实现选题的要求。
开关电源模块并联供电系统
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均流、稳压方法
V1 R1
DC/DC 模块一
I1
Io RL Uo=8.0V
UIN=24V
DC/DC 模块二
V2 R2 I2
① 检测输出电压Uo和Io值，计算得到负载电阻RL=Uo/Io。 ② 计算输出电压为8V时的负载电流值I=8V/RL。 ③ 计算设定比例（I1:I2=1:n）下I1和I2目标值大小， I1=I/(1+n),I2=I· n/(1+n)。 ④ 调整V1和V2使输出电流I1和I2逼近其目标值。
效率：DC/DC变换器转换效率、测控电路耗能
稳定性：控制算法、 PWM分辨率；
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谢谢！
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开关电源模块并联供电系统
说明： （1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC 模块。 （2）供电系统含测控电路并由UIN 供电，其能耗纳入系统效率 计算。 （3）除负载电阻为手动调整以及发挥部分（1）由手动设定电 流比例外，其他功能的测试过程均不允许手动干预。 （4）供电系统应留出UIN、UO、IIN 、IO、I1、I2 参数的测试端子， 供测试时使用。 （5）每项测量须在5 秒钟内给出稳定读数。 （6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程 中系统能连续安全工作。
设计需求
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变换器方案
一、降压斩波（Buck）电路 电路结构简单，性能稳定。 二、同步整流降压（Synchronous Buck）电路 用Mosfet代替Buck电路的续流二极管，有利于提高转换效率。 三、单端反激（Flyback） 输入输出隔离，可实现降压或者升压。
PWM
PWM-A
PWM-B
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开关电源模块并联供电系统
开关电源并联注意事项
开关电源并联注意事项大家好，今天咱们聊聊开关电源并联这事儿。
听上去挺简单，是吧？其实这背后可是门道不少，咱们可得好好琢磨琢磨。
别小看这并联，有时候真是“画龙点睛”，让你的电源工作得更加顺畅。
但同时，如果处理不当，也会让你“自讨苦吃”。
好吧，咱们一步一步来，别急，保证你听了不会打瞌睡。
1. 理解并联的意义首先，咱们得明白，为什么要把开关电源并联呢？想象一下，你有一个小马达，功率大得惊人，一台电源根本满足不了它的胃口。
这时候，你就得用到并联了。
简单来说，多个电源并在一起，能增加输出电流，这样就能给马达提供足够的“营养”。
这就像你吃饭，吃得太少还不够饱，得多吃几碗才能过瘾嘛！1.1 电流分担并联的好处就在于电流能分担。
想象一下，如果只有一台电源，那可就忙坏了，要是有几台电源一起“加班”，那可是轻松多了。
不过，记住了，别想当然地以为电源的负担就均匀分配。
假如每台电源的输出电压不一致，就可能出现一台“吃得过饱”，另一台却“挨饿”的情况，这可就不好了。
1.2 故障冗余再说一说并联的冗余效果。
万一有一台电源挂了，其他的电源还能继续工作，保证系统的稳定性。
就像你和朋友们一起去聚餐，大家分摊费用，结果一个人没带钱，其他人也不至于“尴尬得无地自容”。
所以并联的设计，能让你的系统更加坚固，不容易“翻车”。
2. 注意事项既然并联这么好，咱们在操作的时候，还是得留个心眼。
总不能瞎搞，是吧？2.1 电压匹配首先，电压得匹配。
要不然就像穿错了鞋，一只高跟一只拖鞋，走路可就别扭得不行。
一般来说，开关电源的电压要在±2%之内，尽量做到“齐步走”。
这样电流才能平均分配，不会出现一台电源“过劳死”的情况。
2.2 使用均流电路接下来，咱们说说均流电路。
这个东西听上去高大上，但其实就是个小小的“守门员”。
它能有效地监测每台电源的输出电流，确保大家都在同一个水平线。
这就像运动会接力赛，大家必须在同一个起跑线，才能跑得快，不然就是“各自为政”。
并联电路的开关电源的原理
并联电路的开关电源的原理并联电路是指电路中的电器元件或子电路的两个或多个构成部分之间是并联关系的电路。
开关电源则是一种能将交流电转换为直流电的电源。
开关电源的原理比较复杂，下面将对开关电源的原理进行详细的解释。
首先，开关电源的基本组成部分包括输入变压器、整流器、滤波器、开关管和控制电路。
1. 输入变压器：输入变压器主要用于将交流电源的电压变换为合适的电压，以满足整流器的工作电压要求。
输入变压器通常采用高频变压器，其特点是体积小、效率高。
2. 整流器：整流器主要用于将交流电源转换为直流电源，常用的整流电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。
整流器的作用是将变压器输出的交流电转换为脉冲形式的直流电。
3. 滤波器：滤波器主要用于去除整流器输出的脉冲形式的直流电中的纹波，使得输出的直流电更加平稳。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
4. 开关管：开关管是开关电源中最关键的部分，它通过开和关来控制输出电流的通断。
开关管根据工作的方式可以分为二极管型和晶体管型两种。
常见的开关管有MOS管、IGBT等。
5. 控制电路：控制电路主要用于控制开关管的开和关，以控制输出电流的通断。
控制电路通过控制开关管的导通时间和截止时间来调节输出电流的大小。
开关电源工作的基本原理如下：1. 输入电压经输入变压器变换为适合整流器工作的电压。
2. 经过整流器整流后得到脉冲形式的直流电，其中包含较大的纹波。
3. 经过滤波器的处理，去除直流电中的纹波，得到平稳的直流电。
4. 控制电路对开关管进行控制，控制开和关的时间，从而控制输出电流的通断。
通过不断重复上述步骤，开关电源能够输出稳定的直流电。
在整个过程中，控制电路起到了关键的作用，它通过对开关管的控制来调节输出电流的大小和稳定性。
开关电源相较于线性电源具有以下优点：1. 转换效率高：开关电源的转换效率通常可以达到80%以上，远远高于线性电源的转换效率。
2. 体积小巧：开关电源采用了高频变压器，使得整个电源的体积大大减小，适用于小型电子设备的应用。
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2011年A题开关电源并联供电系统摘要本系统以dsPIC33FJ64GS606为核心，采用双Buck电路实现降压并联为负载供电，两个模块输出电流比例在特定点能自动切换，同时也能手动指定量模块输出电流比例，输出电压范围稳定在8V，单个模块输出2A电流。
实测电压，实测电流，实测效率。
该系统主要由最小单片机系统，辅助电源模块，主Buck回路，电压电流采集放大电路组成。
关键词：dsPIC33FJ64GS606；数字闭环；DC/DC并联；Buck电路。
ABSTRACTThe system dsPIC33FJ64GS606 core, dual-Buck buck circuit in parallel to the load, the output current ratio of two modules can be automatically switched at a certain point, but also can manually specify the amount of module output current ratio, output voltage stable at 8V , a single module output current of 2A. Measured voltage, measured current, the measured efficiency. The system consists of the smallest single-chip systems, auxiliary power module, the main Buck circuit, amplification circuit voltage and current acquisitionKeywords: dsPIC33FJ64GS606; Switching Power Supply; Boost Circuit.一、方案论证与比较1.1 DC/DC主回路拓扑的方案选择降压变换有非隔离型和隔离型两种：方案一：采用隔离型降压拓扑方案，可供选择的有反激变换，正激变换等。
隔离型的优点在于输出灵活，可实现多路输出，输入和输出间由高频变压器进行功率传送和电气隔离。
缺点在于整个拓扑中的高频变压器是一个难点，个人很难绕制出高质量的高频变压器，高频变压器的绕制不当将影响整个系统的工作，调试的时候相对于非隔离拓扑难度较大。
方案二：采用非隔离型降Buck降压电路。
非隔离型Buck通过PWM控制开关管通断，从而控制储能元件来传递能量，因而整个电路损耗很小效率可以做得很高。
非隔离型降压电路调试简单，易于对整个电路的控制。
非隔离型降压电路缺点在于输入输出间没有直接的电气隔离，稳定性和安全性相对于隔离型要差一些。
方案论证：方案一虽然稳定性和安全性更好，但是由于高频变压器的制作难度较大，调试所需时间也相对较长，由于本题没有要求多路输出等特别要求，所以采用非隔离型Buck降压电路可以显著提高效率，便于在短时间内调试成功，故选择方案二。
1.2 控制方法的方案选择方案一：采用传统的模拟电路方法，通过在每一个Buck模块的输出采集反馈电压，反馈电压送入TL494等传统的PWM控制芯片进行占空比调整，同时在输出采集每个模块的电流和总电流，通过判断电流是否按一定比例分配在进行相关补偿，以实现电压外环，电流内环的双环控制，达到稳压和电流分配的目的。
方案二：借助于dsPIC强大的运算能力，将所有的闭环控制操作放在MCU 中，通过MCU对采集的电压进行PI算法进行稳压，同时对采集的电流进行判断，通过MCU内部计算和调节，强制电流按指定比例分配，从而达到系统要求。
方案论证：方案二相对于方案一不仅硬件电路简单，而且全部的控制过程均可在软件中认为去设置，在实现同样的双环控制的功能下，方案二的仅需要多次试验来整定出合理的PI参数即可。
而且全数字实现闭环控制，抗干扰的能力也比用传统模拟电路搭起来的效果好。
综合上述本次设计中选用全数字闭环控制方式。
1.3 电流采集的方案选方案一：采用普通运放构成差分电路采集采样电阻两端的压差并进行放大后送单片机的AD进行采样。
方案二：采用专门的仪表差放AD620采集采样电阻两端电压并放大后送单片机AD进行采样，AD620为专门的仪表差放，他在内部封装了普通3运放构成的差分放大电路。
方案论证：AD620相对于普通的运放构成的差分电路，在输入信号很小时依然能保持很高的准确度和线性度，能对微小的压差进行放大，外部仅需一直增益设置电阻取设定放大倍数即可。
采用正负电源供电后误差可进一步减小。
配合康铜丝进行电流采样放大能达到很大的精度和很低的损耗。
综合上述本次设计中采用方案二进行电流的采集。
二、详细软硬件分析2.1 主回路器件选择及参数计算：整体系统框图如图1图1 整体系统框图系统主回路由2路Buck回路构成，如图2：图2：双路Buck主电路Buck主回路采取CCM模式，对于开关频率的选择，综合考虑了开关损耗，输出纹波等因素后本次设计中选取25KHz。
占空比计算：(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/LD=Vo/Vi本次设计输入24V，输出8V，因此D= Vo/ Vi=8/24=33.3%电感量计算：dIL= (Vi-Vo)*Ton/LdIL=0.2IL=0.2IonL=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io)IL_avg = IoIL_peak=1.1IoIL_rms=ILavg*(1+0.22/12)0.5L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%dIL—电感纹波电流峰峰值IL_avg—电感电流平均值IL_peak—电感峰值电流L_rms—电感电流有效值由以上公式，计算出电感量后适量选取，本设计最终用铁硅铝磁芯绕制电感，电感量选取700uh。
肖特基二极管选择：Id_peak=1.1IoVrd=ViId_peak—续流二极管峰值电流Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）由以上公式选取耐压24V以上，平均整流电流3.5A以上的管子即可，考虑到留下一定余量，本次设计中选用MBR20100，器平均整流电流20A，反向耐压100V 符合题目要求。
开关管Isw_peak=1.1IoVsw_peak =ViIsw_peak—开关管峰值电流Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）由以上公式选取耐压24V以上，可流过电流3.5A以上的管子即可，考虑到留下一定余量，本次设计中选用IRF540，最大漏极电流电流23A，最大漏源耐压100V，导通电阻77毫欧，符合题目要求。
输出电容的选择Icin_rms = [(Io-Iin)2D+Iin2(1-D)]0.5Ico_rms=dIL/120.5电容选取：耐压、纹波电流、电容量Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值由于题目没有对纹波有特别要求，综合考虑后输出电容选用2200μf/50V的电解电容即可。
2.2 采样电阻选取和差分放大倍数计算：对3路电流采集的差分放大电路如图3。
图3：电流采集差分放大电路采样电阻主要用于产生一定的压降，以便单片机采集后换算出电流的大小，在精度合理的范围内，采样电阻越小越好，这样可以降低在采样电阻上的损耗。
普通的电阻在流过大电流后温度变高，电阻值会发生变化，导致测量结果产生非线性的误差，所以本次设计选用康铜丝作为采样电阻，由于有差分电路可以对采集的压差进行合理放大，所以选取0.05欧的康铜丝即可。
由于单片机AD最大能采集3.3V的电压。
对于单路Buck假设最小输出0.25A，最大输出3A计算，康铜丝采用0.05欧规格。
则康铜丝上的最小和最大压降分别为12.5mV和150mV，放大20倍后为250mV和3V，在AD采样范围内且信号放大后可以有效减小AD采集误差，故单路Buck电流采集部分的差放放大倍数为20。
由AD620增益电阻计算公式增益电阻=49.4/(放大倍数-1)得阻值为2.6K，实际选取2.7K。
对于总电流的采样，假设最小为0.5A最大位5A，由以上过程和公式反推，得放大倍数为10，增益电阻为5.4K，实际选取5.1K。
2.3 MOS管驱动电路选择于计算本次设计中MOS管驱动电路采用专门的MOS驱动芯片IR2110，IR2110内部带两路输出，其中高端位悬浮自举方式工作。
考虑到Buck电路MOS管在回路高端，不可采用IR2110的低端输出进行驱动，必须采用IR2110的高端进行驱动以和系统的地线隔离。
自举电容用0.1μf和10μf电容并联。
具体电路如图4。
图4：MOS驱动电路(高端驱动)2.4辅助电源设计与计算：整个系统中单片机需要3.3V,液晶需要5V，AD620需要正负15V，IR2110功率边需要15V总共4种电源。
本次设计中直接从输入24V取电压经7815稳压15V 输出后在给7805提供输入，稳出5V电压后再给AMS1117-3.3输入稳出3.3V电压。
同时7805的输出接MC34063进行极性反转输出-17V后输入给7915稳出-15V 电压。
由以上步骤即可满足整个系统的电源需求。
具体电路见图5和图6。
图5：辅助电源图6：辅助电源(负压产生)2.6 电流比例手动设置电路采用MCU8个数字端口外接拨码开关,通过端口返回的BCD码设置倍数值.2.7 数字显示电路本次设计中加入液晶LCD显示，显示模块采用ST7920控制器的12894液晶模块，实时显示两路DC/DC模块电流，总电流，输出电压，输出功率，系统是否正常等属性。
2．8软件设计：软件采用双数字闭环的控制方法，以电流控制为内环，电压控制为外环，内环以I1为基准,I2通过PID增量法逼近直到和k*I1(k为放大比例)误差为0为止，外环在内环的基础上进行电压反馈调节控制周期为内环的一定倍数，由此构成PID双闭环控制。
参数整定采用工程整定方式。
整体软件流程图如图7，PWM 中断服务程序流程图如图8图7 整体软件流程图图8 PWM中断函数流程图三、系统调试及指标测试调试过程共分三部分：硬件调试，软件调试，软硬件联调。
调试使用的仪器主要有UT56标准型数字万用表，SP-F05型DDS 函数信号发生器，安泰信APS3005S-3D 电源，TPS1012B-C 数字存储示波器。
调试采用模块化调试方法，开环分别调试两路Buck 电路实现降压，然后硬件接入软件的PWM 和数字PI 调节，实现软硬件联调，最终实现系统功能。
3.1测试仪器UT-50标准数字万用表，安泰信数显直流稳压源4.2 指标测试4.2.1额定功率下系统稳压性能：表1 额定功率下系统稳压电源符合题目要求的正负0.4的要求。