开关电源模块并联供电系统设计

合集下载

论高频开关电源模块并联均流之设计

55科协论坛·2009年第2期（下）工程技术与产业经济模块化是高频开关电源的发展方向之一，对于并联运行的模块，最关键的问题是单个模块根据各自的功率等级平均负担负载电流，也就是并联模块之间的均流问题。

1 高频开关电源模块并联均流方案之比较为了提高系统的稳定性和实用性，并联电源必须具有下列特性：各模块承受的电流能动平衡，实现均流；当输入电压或负载电流变化时，应保持输出电压稳定，并且均流的瞬态响应好；采用冗余供电系统保证任一电源模块故障时，负载可以获得足够的功率，并且能实现故障模块自动隔离和热更换。

笔者重点对输出阻抗法、主从设置法、平均值均流法和最大电流自动均流法的优缺点进行归纳总结：输出阻抗法是最简单实现并联均流的方法，不需要在并联模块之间建立连线，各个电源模块之间比较独立，它是通过改变模块等效内阻实现并联均流的。

在提高均流性能的同时必然会导致电压调整率的下降，难以应用在电压调整率要求较高的电源系统中。

由于等效内阻相对较小，此方法在大电压、高功率的电源系统中使用收到很大的限制，但由于其简单性，在小功率场合中有着广泛的应用。

主从设置法利用双环控制，提高均流效果，使电源系统的容量大大提高。

但是在工程实践中应用很少，它没有真正实现了冗余系统，主模块的稳定性决定了整个电源系统的性能，失去并联均流系统的大部分优势。

平均电流值自动均流法可以精确的实现均流，可靠性较高。

但当均流母线发生短路，或任何某个模块不工作时，均流母线电压下降，导致系统电压下降，造成电源无法正常工作。

在每个模块输出电流信号和均流母线间串接一个可控开关，在故障情况下及时断开该模块，保证系统正常的工作。

最大电流自动均流法的均流母线体现输出电流最大的那个模块的电流信号即主模块，当其它从模块的输出电流超过主模块的输出电流会自动变成主模块。

此方法可以实现较好的冗余，其控制方法也比较多，是比较理想的均流方法。

2 高频开关电源模块并联负载均流方案通过对不同均流方法的分析，可知不同方法各有各自的优点和缺点。

基于单片机的开关电源并联供电系统的设计

图４ＤＣ—ＤＣ模块变换电路１
电流的分配主要是采用最大电流型均流控制法，即每个模块均由一个二极管接入主回路，电流大的模块作为主模块，电流小的模块作为从模块，交替变化控制。当负载电阻变化时，可以保持输出电压稳定，均流瞬态响应好。电流检测是通过对采样电阻Ｒｌｌ，由ＩＮＡ１９３差分放大２０倍后送单片机内部ＡＤ
图２系统设计框图
２．２系统工作电源及ＤＡ转换器
２系统设计思路
２．１系统设计框图及工作原理
如图２为系统设计框图，输入电压经ＬＭ２５７６ — ５开关电源降压后获得５Ｖ电源。系统以ＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａ单片机为核心，由两片ＴＬ４９４、电压取样及外围电路分别组成两路的ＤＣ－ＤＣ稳压模
系统由ＬＣＤ液晶实时显示输出电压，Ｉ１、Ｉ２电流及其比例；还具有过载及短路保护功能。
１系统设计任务
设计并制作一个开关电源并联供电系统，其结构如图１所示。基本功能为：输入电压２４Ｖ，输出为８．０Ｖ；调整负载电阻，可使电流Ｉ１：Ｉ２一按ｌ：１、１：２或１：３等比例自动分配。
收稿日期：２０１３ — ０６ — ２２基金项目：福建省教育厅科技项目（ＪＫ２Ｏ１３Ｏ２８）

程控开关电源并联供电系统的设计与试验

ａｄｊｕｓｔｉｎｇａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅＤＣ／ＤＣｍｏｄｕｌｅ．ＰＩａｌｇｏｉｒｔｈｍｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｔｅｓｔｓ
ｗＵＺｈｉ — ｍｉｎｇ，ＳＵＮＤａｏ－ｚｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏ — ｙｕａｎ，ＺＨＥＮＧＹｉ — ｓｈｅｎｇ，ｗＵＱｉｎｇ — ｗｅｉ
（ｃｏ
ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ）
输出在ｌＳ内快速达到稳态：系统以４．５Ａ为阈值实现过流保护和自恢复功能。
关键词：程控；开关电源；并联供电；ＤＣ／ＤＣ模块
中图分类号：ＴＭ６１５文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１３）０７ — ０１０８ — ０４
吴志明，孙道宗，黄孝远，郑逸生，吴清伟
（华南农业大学工程 Nhomakorabea 院．广东广州５１０６４２）摘要：为降低大功率开关电源设计时功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高所面临的困难，改善单电源供电

开关电源模块并联供电系统设计

开关电源模块并联供电系统设计【摘要】选用开关电源芯片LM2596和load sharing芯片UCC29002，并选用两片load sharing芯片UCC29002的配合使用，通过调节上路电路中连接在UCC29002电位器，使上下两路对称，实现自动均流。

并由单片机监控调节，确保电路安全，灵活变换。

【关键词】LM2596；UCC29002；反馈1 系统整体设计方案系统整体如图1所示。

图 1 系统整体框图2 主要模块设计方案2.1 供电系统桥式整流电路的工作原理如图2：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。

电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。

电路中构成e2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

图 22.2 DC模块的选择电源芯片采用美国国家半导体的LM2596—ADJ它是一款降压型的PWM调节方式的开关稳压电源的芯片，内部振荡源频率为150KHZ，最大输出电流3A，最大输出电压40V，基本可以满足题目要求。

它通常被作为恒压电源应用，此时其通过电压取样电压反馈稳压方式达到稳定电压的目的。

2.3 输出电流比例实现方案输出电流比例实现有两种方案。

一是通过单片机控制ucc29002来实现电流比例，但电路极其复杂。

二是调节内部参数使DC-DC模块输出电流1：2。

当电流需要1：1的时候，通过检测，单片机识别选通，让均流模块电路ucc9002工作，实现电流1：1。

UCC29002采用一个高增益、高精度的放大器，能检测到外面的输入的微小的电压变化量，放大倍数的大小可以通过改变外电路的参数获得。

UCC29002中的电流检测放大器的输入偏置电压极低，使得它可以精确的检测到一个阻值很小的电流采样电阻上的微小电流变化量。

推挽电路

开关电源模块并联供电系统摘要：本系统以推挽电路为主电路、以集成PWM芯片SG3525为控制核心，实现24V输入、额定输出8V、满载16W的DC/DC变换。

通过SG3525的闭环调整，两路DC/DC变换器实现并联输出，且两路输出电流可按指定比例调整。

以单片机DSPIC30F2012为主控芯片，实现对DC/DC变换的电流采样、基准给定及系统的控制管理。

实验结果表明：DC/DC变换器在全负载范围内稳压精度大于99%，系统满载效率大于80%；按指定模式并联输出时，各DC/DC变换器的输出电流相对误差绝对值小于2%，且电路能精确实现过流保护。

Abstract:A push-pull circuit of the system is the main circuit, The SG3525 PWM chip integration for the control of the core, to achieve 24V input, depending on the output 8V, loaded with 16W of DC / DC converter. SG3525 through closed-loop adjustment, two DC / DC converters to achieve parallel output, and two output currents can be specified scaling. As the master chip to chip DSPIC30F2012, to achieve the DC / DC converter of the current sampling, the benchmark for a given system control and management.The results show that: DC / DC converter at full load regulation accuracy within 99% full load efficiency is more than 80%; parallel output mode specified when the DC / DC converter output current relative absolute error less than 2%, and the over-current protection circuit accurately.关键字：开关电源；推挽式变换电路；SG3525、1．方案论证与选择1．1主电路的选择方案方案一：主电路部分采用推挽式变换电路。

2011年电子设计竞赛设计报告(A题)

2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）摘要本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。

输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。

关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源AbstractThe design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%.Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power目录1 方案论证与比较 (3)方案一恒流控制法 (3)方案二外部电路控制法 (3)方案三对等互补分流法 (3)2 系统设计与分析 (4)2.1总体框架分析 (4)2.2 单元电路设计 (4)2.2.1 降压电路设计 (4)2.2.2采样放大电路设计 (5)2.2.3 A/D转换模块设计 (5)2.2.4 控制模块设计 (5)2.2.5 负电压产生电路设计 (5)3 理论分析与计算 (5)3.1 DC/DC 变换器稳压 (6)3.2 电流电压检测 (6)3.3 均流方法 (6)3.4 过流保护 (6)4 软件设计 (6)5 系统测试 (7)5.1 测试仪器 (7)5.2 测试方法 (7)5.3 测试数据 (7)6 结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)1 方案论证与比较方案一恒流控制法图1 恒流控制示意图系统由第二个LM2596接收到10K的电位器的反馈电压，实现恒流输出，不足的功率由第一个LM2596互补输出，实现电流分配。

开关电源并联模块电流分配方案 - 图文 - 教育文库

开关电源并联模块电流分配方案（电力线载波）图文教育文库嘿，大家好！今天我们要聊的是一个相当技术性的话题：开关电源并联模块的电流分配方案，特别针对电力线载波通信。

别看这名字听起来高大上，其实只要我们一步步来，就能把这个复杂的问题化解成一个个简单的小步骤。

咱们先来了解一下电力线载波通信的基本概念。

简单来说，它就是利用电力线作为通信介质，将信息通过高频信号传输。

那么，为什么要在开关电源并联模块中考虑电流分配呢？因为电流分配不均会导致模块过热、效率降低，甚至损坏设备。

所以，一个合理的电流分配方案至关重要。

我们就开始正式的方案设计了。

一、需求分析在设计电流分配方案之前，我们需要对系统的需求进行详细分析。

这包括：1.电流分配的均衡性：确保每个模块的电流分配尽量均匀，避免某个模块承担过多的电流。

2.系统的稳定性：在电流分配过程中，保持系统的稳定性，避免出现电压波动、频率偏移等问题。

3.设备的可靠性：电流分配方案需要考虑设备的长期运行可靠性，降低故障率。

二、方案设计1.电流分配策略（1）采用均流电阻：在并联模块之间加入均流电阻，通过电阻的调节作用，实现电流的均衡分配。

（2）引入电力线载波通信：利用电力线载波通信技术，实时监测各模块的电流状况，通过调整通信信号，实现电流的动态分配。

2.电流检测与调节（1）电流检测：在每个模块中安装电流传感器，实时检测模块的电流值。

（2）电流调节：根据检测到的电流值，通过调节通信信号，实现对电流的动态调整。

3.系统稳定性保障（1）电压稳定：在电流分配过程中，保持电压的稳定，避免电压波动。

（2）频率稳定：在电流分配过程中，保持频率的稳定，避免频率偏移。

三、方案实施与优化1.硬件设计：根据方案设计，进行硬件电路的设计，包括电流传感器、均流电阻、通信模块等。

2.软件开发：编写软件程序，实现对电流的实时监测和动态调整。

3.系统调试：在硬件和软件都准备好之后，进行系统的调试，确保电流分配方案的有效性。

并联开关电源供电系统设计

并联开关电源供电系统设计【摘要】针对电源并联供电的要求，采用主从控制法自动分配两路电源的输出电流，通过选用精密电阻采样控制，实现了分配电流的高精度输出。

DC-DC 模块采用非隔离式BUCK拓扑结构，具有拓扑简洁、使用元器件少、效率高等优点，应用高集成度脉宽调制（PWM）芯片MP1593作为DC-DC模块的主控芯片，极大程度地降低了损耗，达到了小型化、高效率的目标。

【关键词】并联供电；主从控制；均流1 总体方案设计并联供电系统主要由DC-DC变换器、并联电流分配模块、电流采样放大模块以及总控制器等构成。

系统框图如图1所示。

图1 系统框图1.1 DC-DC变换器的设计方案一：正激式BUCK拓扑正激式变换器具有拓扑简洁、输入输出电气隔离、电压降范围宽、使用元器件少等优点。

如图2所示，PWM控制器通过控制加载到正激式变压器一次侧绕组上的PWM波的占空比实现稳压输出。

但是，正激变换器必须附加复位电路来实现功率开关截止期间变压器铁心磁复位，以避免变压器饱和，效率很大程度上依赖于脉冲变压器的转换效率。

图2 单端正激式变换器结构图方案二：非隔离式BUCK拓扑非隔离式DC-DC变换器使用元器件少，且损耗只包括开关导通损耗和续流二极管的损耗。

如图3所示，开关管导通时，对电感进行充电；开关管断开时，通过续流二极管向负载供电。

电路通过控制开关器件的占空比来控制输出电压。

图3 非隔离式DC/DC器结构图方案二，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DC-DC变换。

1.2 均流控制方法方案一：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DC-DC模块正常工作时，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，控制器从电源的接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC模块调整输出电压。

开关电源模块并联的三环控制系统设计

图１示为有负载波动情况下。单个直流电０所
电
源
学
报
总第４期１
图８控制模块仿真模型
图９脉冲宽度调制模型仿真模块（ＷＭ）Ｐ
源模块所表现出来的负载特性。负载波动是由一个
用。图１知该电源模块在负载受扰动的情况下，０可保持电压的恒定不变．且通过串联校正后的输出并特性较好，明系统具有很好自调节能力，定性说稳能较好，为模块并联运行提供了可能性。
图７电流控制仿真模型
图９为脉冲宽度调制模型仿真模块（ＷＭＰｏ．Ｐｒｄｕｔ，够自适应调整占空比，真利用积分关系来ｃ能）仿
产生三角波．ｉｕｉｋ中Ｓｕｃｓ有脉冲发生器Ｓｍｌｎｏｒｅ
段允许范围内的比例分配等。图８示为控制模块所
和，再与各模块的负载电流信号进行比较和整定，生输出电压，产最后自适应调整产生ＰＷＭ驱动
一
ｒ．三－．
、
悱
ｌ
＝｝：
输出。当单个模块工作时电流内环不起作用，图５
等效为图２的控制结构仅有电压环，此，种控因这
的仿真模型，为各个子模块进行电压电流调整，包含两个ＰＤ控制模块，个串联校正模块（ｃ，Ｉ一ｇ）以

基于C8051F020的开关电源并联模块供电系统设计

１２８
基于Ｃ８０５１Ｆ０２０的开关电源并联模块供电系统设计
基于Ｃ８０５１Ｆ０２０的开关电源并联模块供电系统设计
ＤｅｓｉｇｎｏｆＰａｒａｌｌｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＣ８０５１Ｆ０２０
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｋｉｎｄｏｆｐａｒａｌｌｅｌｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｔｓｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎ— ｃｉｐｌｅ。ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｐａｒａｌｌｅｌｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅｂａｓｅｄｏｎＣ８０５１Ｆ０２０，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｓａＤＣ／ＤＣｍｏｄｕｌｅｐａｒａｌｌｅｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｗｉｔｈｔｗｏｒａｔｅｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒａｒｅａｌｌ１６Ｗ，ｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｒｅ８Ｖ．Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｗｏｐａｒａｌｌｅｌｍｏｄｕｌｅｉｎｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓ — ｔｅｍｃａｎｂｅｉｎａｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅａｎｄｔｗｏｍｏｄｕｌｅｓｃａｎｂｅｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｓｈＯｒｌｃｉｒｃｕｉｔ．ｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓａｂｏｕｔ８５％．

DC—DC开关电源模块并联供电技术方案

DC—DC开关电源模块并联供电技术方案作者：方倪陈强军李丹凤张越李雪枫胡安正来源：《科技创新与应用》2016年第30期摘要：随着科技快速发展，开关电源应用越来越广泛，目前采用单一集中式电源供电较多，多种输出参数难以满足要求。

文章提出了一种DC-DC开关电源模块并联供电系统技术方案。

两路DC-DC变化器采用BUCK结构，MOS管代替二极管续流，采样模块实时监测输出电压电流，PID算法、闭环控制实现均流，该方案具有体积小、供电效率高、抗干扰能力强等优点，可推广应用。

关键词：DC-DC；同步整流；BUCK结构；续流；均流技术1 系统方案整体结构该系统方案主要由两个BUCK变换器构成的DC-DC降压式电路、主控电路、采样电路、驱动电路以及PWM模块组成。

主控芯片通过采样得到的电压电流参数来控制输出PWM波的占空比，进而控制开关管的开关频率，闭环控制电流电压，使其稳定输出。

提高了供电的效率和稳定性。

系统方案框图如图1所示。

2 各模块的设计与实现2.1 DC-DC模块系统方案的DC-DC模块采用是两个相同的BUCK拓扑结构，并且使电感始终工作在电流连续状态，否则闭环稳压时易振荡。

另外，为了降低电路损耗，本系统方案选用导通电阻较低的开关管IRF3205（额定电流110A，耐压达55V，导通电阻小于8毫欧）。

对于BUCK电路滤波电感L1的计算如下：为使输出电流连续且稳定，本设计选择L1=800uh。

为了避免电感饱和，且更好地实现电感的储能功能，本设计选用外径为4.8cm的铁粉磁环绕制电感。

由于电流可高达2-3A，为了降低电感线圈的发热损耗，选用2股直径为0.64mm的漆包线绕制。

2.2 MOS管驱动电路设计如图3所示，MOS管驱动电路选用具有波形互补的可编程芯片IR2104，PWM波从2脚输入，HO和LO输出两路反相的PWM分别控制两个MOS管的开断。

D5和C1/C2为自举二极管和自举电容，两者串联起到电流配合的作用实现电压自举，抬高VS的电位，使输出的PWM更稳定，同时二极管起到防止电流倒灌的作用。

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。

一种新型开关电源并联供电系统的设计

系统供电需要一个＋２５Ｖ的直流电压，采用ＳＷ２２６３
流情况下稳定运行，且效率高于６０％；任意调整负载电芯片控制的隔离反激式电源，如图２所示，交流２２０Ｖ市阻，可以按照设定自动分配电流，每个模块的输出电流的电输入，经过整流桥后，得到接近３００Ｖ的直流非隔离电相对误差的绝对值不大于２％；具有负载短路保护及自动压，由ＳＷ２２６３产生的脉宽可调方波控制ＭＯＳＦＥＴ的开启恢复功能，保护阈值电流为４．５Ａ。与关断，使得变压器的原边线圈不断地储能，当ＭＯＳ．放，以ＴＩＡ３１所稳的２．５Ｖ为参考电压通过光耦反馈到系统整体设计主要包括两路单片机ＰＷＭ可控的ＤＣ — ＳＷ２２６３的第２管脚，不断调整ＳＷ２２６３方波脉宽，使得副ＤＣ电源设计和利用单片机自带的ＡＤ反馈做模糊控制，进行边上产生的电压经过快恢复二极管整流后得到所需的两路并联电源的电流分配设计，系统设计框图如图１所示。
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｉｓｓｙｓｔｅｍＩＩＳ￣ＳｌｏｗｐｏｗｅｒｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐＳＴＣ１２Ｃ５２０４ＡＤａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｌｅ，ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｔｗｏＰＷＭｔｏｄｒｉｖｅｔｈｅｓｗｉｔｃｉｈｇｔｎｕｂｅＳＦＰ，９０３４ＭＯＳｐｉｐｅ，

开关电源模块并联供电系统

…/A题解析/…
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；
…/A题解析/…
谢谢！
…/A题解析/…
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
…/A题解析/…
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
…/A题解析/…
开关电源模块并联供电系统

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

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班姓名邓逸博孙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孙浙飞汪超摘要：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 (15)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。

分布式电源系统需要解决的主要问题是实现多个并联运行的模块输出相同的功率。

随着通信电源技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而通信电子设备都离不开可靠的电源。

进入20世纪80年代，计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代；进入20世纪90年代，开关电源相继进入各种电子、电气设备领域，程控交换机、通信、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

二、设计的目标与基本要求（一）、设计目标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2.1）图2.1 两路buck电路并联供电（二）、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UO=8.0±0.4V。

在额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60% 。

（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 =1.0A 且按I1:I2=1:1模式自动分配电流，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 =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%。

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%。

（3）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%。

（4）具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阈值电流为 4.5A（调试时允许有±0.2A 的偏差）。

在额定输出功率工作状态下，进一步提高供电系统效率。

三、系统设计（一）、系统框图图3.1 系统框图系统说明：以单片机为核心处理元件，DC-DC变换器为主电路。

按键、显示便于人机交互。

驱动电路将单片机和DC-DC变换器隔离，辅助电源给单片机和采样电路供电。

单片机将电压电流通过采样电路，运放采样回来在内部进行A/D处理，然后将数据输出液晶显示。

在内部进行算法调整。

使整个系统稳定，并达到基本要求。

整个系统设计如上图3.1所示。

（二）、硬件设计与方案选择1、单片机选择方案一：使用89C51单片机指令简单，易学易懂，外围电路简单，硬件设计方便，IO口操作简单，无方向寄存器，资源丰富，，价格便宜、容易购买，资料丰富容易查到，程序烧写简单，但要外接A/D、D/A芯片，来实现对整个供电系统的控制，需要占用较多的I/O接口，会使普通单片机承载过大的数据处理任务，功耗较大。

方案二：使用ATmega16，ATmega16外设特点：两个具有独立的预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器，两个具有预分频器、比较功能和扑捉功能的16位定时器/计数器，具有独立预分频器的实时时钟计数器，两路8位PWM，4路分辨率可编程(2~16位)的PWM,输出比较调制器，8路10位ADC，面向字节的两线接口I^2C总线，两个可编程的串行USART,可工作于主机/从机模式的SPI串行接口，具有独立片内振荡器的的可编程看门狗定时器，片内模拟比较器。

特殊的处理器特点：上电复位以及可编程的掉电检测，片内经过标定的RC振荡器，片内/片外中断源，6种睡眠模式，可以通过软件进行选择的时钟频率，通过熔丝位可以选择兼容模式，全局上拉禁止功能。

结合前两个方案优点，经过方案比较与论证，最终确定使用方案二，因为ATmega16速度快自带PWM ，自带AD，而用89C51会使电路更加复杂与不稳定所以，用ATmega16单片机和其它控制器电路同实现整个系统的控制。

2、主电路选择方案一：有一种型号为LM2956的降压开关电压调节器，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性，该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，极大地简化了开关电源电路的设计。

方案二：采用SG3525自带脉宽调制电源芯片来设计DC-DC降压转换电路，SG3525简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路,死区时间可调、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。

由此设计而成的电路易于实现脉宽调制，然而在真正使用时会发现，为得到要求的电压输出值，开关管S的参数选取相当不易。

方案三：将经过隔离变压器，整流滤波后得到的24VDC通过BUCK降压电路进行DC-DC转换，由ATmega16 单片机产生PWM控制其占空比，从而得到要求的直流电压。

此方案仅用一块控制芯片不但可以实现对BUCK电路的控制，而且可以结合A/D和D/A 对输出电压进行调整与显示。

由于ATmega16 单片机自带能够产生脉宽调制所需的PWM 信号的端口，在实际制作中用起来比较方便。

ATmega16单片机自带8路10位A/D转换。

结合前两个方案优点，经过方案比较与论证，最终确定使用方案三如图3.2，因为ATmega16单片机，自带PWM模块，可以输出PWM方波控制电路，节约芯片成本，也可实现AD转换。

用单片机和其它控制器电路同实现整个系统的控制。

3.2 主电路图3、驱动电路图方案一：单片机输出PWM，采用IR2101驱动DC-DC电路中的IRF9530，控制输出电压。

方案二：先采用光耦TLP250和单片机进行隔离，有效保护单片机，之后用IRF3205去驱动MOS管IRF9530，控制输出电压。

结合两种方案的对比选择方案二如图3.3，因为方案二中采用光耦，将单片机与主电路隔离，能够有效保护单片机，而且也能使正常使电路工作。

图3.3 驱动电路图4、辅助电源方案一：采用集成的三端稳压集成芯片，7815和7805分别给光耦和运放，还有单片机供电，7815内含过流，过热，过载保护电路。

方案二：采用LM2575开关稳压集成芯片，它内部集成了一个固定的振荡器，是一种高效的稳压芯片，大多数情况下无需加散热片。

内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等。

它可以根据用户要求选择输出电压，可输出3.3V，5V，12V，15V。

然后再经过7805产生5V电压。

结合两种方案的对比选择方案二如图3.4，因为方案二中的LM2575的是可调节输出电压的芯片，方便调控，而且它内部有电压基准比较，使输出的电压能够准确并稳定，比7815要精确，且性能好。

图3.4 辅助电源电路图5、电流、电压采样采样模块是输出电压经过采样回来，形成一个负反馈.经过单片机内部A/D进行处理，然后使输出更加稳定和准确。

电压采样模块直接采用LM358运放如图3.5，将输出的电压缩小一定倍数后，然后送给单片机处理判断。

电流采样是经过0.1欧/4瓦的采样电阻后，缩小一定倍数，然后经过一个差分电路，将电压值送入单片机进行处理如图3.6。

图3.5 电压采样电路图图3.6电流采样电路图6、显示、按键显示部分采用字符型液晶1602，能够同时显示16x02即32个字符。

16个引脚，3个控制引脚，8位双向数据端引脚。

具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的特点。

用户可以对EN、RW、RS的数据进行编程，然后通过D0~D7输出显示数据。

其引脚功能图见下表6.1表6.1 1602引脚功能图按键部分采用四个独立的按键，分别控制占空比的加和减，对输出的电压和电流进行控制，使输出能够达到期望的要求，其按键功能表如表6.2。

表6.2按键功能表键名S1 S2 S3 S4功能PWM1加0.2% PWM1减0.2% PWM2加0.2% PWM2减0.2% CPU端口号PD0 PD1 PD2 PD3(三)、软件设计1、主程序如图3.7为主程序流程图，一开始给系统各部分初始化，包括按键初始化，液晶初始化，PWM初始化，AD采样初始化，中断初始化，然后在进入大循环，在循环内进行数据的显示，包括当前输入的占空比为多少，当前采样回来的数字量和实际的电压值为多少。

还有按键程序，和AD采样。

同时每10毫秒进入定时器0中断进行调整。

主程序图3.7主程序流程图2、按键程序按键程序流程图如图3.8所示。