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
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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 ：
性能的制约， 制作一个输出功率和电流很大的电源就受 到了限制。虽然单个开关电源模块的输出功率不大，但 是为了给负载提供足够大的功率，在实际应用中，需要 把若干个输出功率不是很大的单个电源模块并联起来， 共同为负载提供功率 [1]。 因为各个模块之间输出的电流 大小不一样， 这样பைடு நூலகம்使得输出电流小的模块受到电流的 冲击，如果长期工作在电流不均衡的状态下， 会大大缩 短电源模块的使用寿命。 而且还要承受由于某一个电源 模块电流超过设定的电流阈值而使整个并联系统不能正 常工作甚至损坏的风险。因此，设计一个输出功率和电 流大并且性价比高的并联供电系统就有着具有重要的经 济意义 [2-3]。
２０１６－０２ 投稿日期 ： ２０１４ 年陇东学院青年科技创新项目 （ＸＹＢＹ１４０２０７） 基金项目 ： 张可儿， 生于 １９７９ 年， 女， 甘肃西峰人， 硕士， 副教授。 作者简介 ： 陇东学院电气工程学院。 工作单位 ： 自动控制， 电子设计。 研究方向 ： 甘肃省庆阳市西峰区兰州路 ４５ 号陇东学院。 通讯地址 ： ｘｕｉ０４０７＠１６３．ｃｏｍ 联系方式 ：
Abstract: Ｗｉｔｈ ｓｔｃ１２ｃ５ａ３２ｓ２ ＳＣＭ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｒｅ， ｔｈｅ ｔｗｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｈａｒｉｎｇ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｕｎｉｆｏｒｍ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ ｉｓ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ＤＣ－ＤＣ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ＡＤ６２０ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ； Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ＬＭ３９３ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｔｗｏ Ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｇｎａｌｓ； ＬＣＤ１６０２ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｗｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖａｌｕｅｓ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ： Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｕｐ ｔｏ ８５％， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ａ ｇｏｏｄ ａｖｅｒａｇｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｂｒａｎｃｈｅｓ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ． Keywords: Ｓｗｉｔｃｈ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ；Ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ；ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ３２Ｓ２；Ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｈａｒｉｎｇ；
图 1 并联 DC/DC 模块
1.2 总体设计方案框图 开关电源并联供电系统的整体设计框如图 2 所示。
+24V直流输入 继电器 并联 DC-DC模块 电 流 测 量 电 流 测 量 电 压 测 量 负载