全国大学生电子设计大赛A开关电源模块并联供电系统方案
2011全国电赛A题
2011年全国大学生电子设计竞赛试题开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】一、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）。
图1 两个DC/DC 模块并联供电系统主电路示意图二、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UO=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，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%。
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%。
（3）额定输出功率工作状态下，进一步提高供电系统效率。
（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）。
（5）其他。
四、说明（1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC 模块。
A-3（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。
开关电源模块并联供电系统的设计分析方案
开关电源模块并联供电系统摘要基于电路设计的基本要求，开关电源模块并联供电系统电路主要由两个并联DC/DC模块<额定功率16W、输出电压8V）、稳压二极管、负载电阻等电路模块组成。
该系统选择由以LM2576集成块为主要部件的 DC/DC模块来实现DC/DC 变换稳压，外围元件极少，转换效率高，选用小导通电阻，选用快速恢复二极管进行整流，降低损耗，防止反向电流导通造成短路从而烧毁供电系统。
通过实验验证，本电路实现了设计要求的全部基本指标，并且该DC/DC转换效率可达到75%。
但因时间仓促，本电路设计还有诸多不足，各项设计指标有待进一步提高。
一、系统方案设计与论证1. 设计思路基于题目的要求，可以采用图1所示的方案。
该系统主要由以LM2576集成块为中心组成的16W的8V DC/DC变换器，负载电阻等电路模块组成。
DC/DC变换模块实现24V DC变压为8V DC，该模块同时实现了输出电流过流保护功能；同时，通过对负载电阻的调节可以逐步实现该系统的设计要求和功能要求。
图1 系统方案图2. 方案的论证2.1 DC/DC变换模块本模块的设计要求是进行降压变换，因此该模块采用由LM2576以集成块为中心组成的16W的8V DC/DC模块进行降压变换。
该降压变换电路结构简单，由电容，电感，二极管，电阻等元件组成，便于进行电路设计。
而且该降压变换电路稳压性能好，并且转换效率高。
其原理图如图2所示：图2 变换器原理图该变换器最高输入电压为50V，输出电压汇范围为5.1-40.0V连续可调，额定电流为2.5A，变换效率为90%，脉冲占空比可以在0-100%内调整。
2.2控制方法及实现方案本小组为该系统设计两种方案:方案一：单片机来实现整个系统的功能。
该方案的优点：布线简单，硬件设计时间短；该方案的缺点：<1）软件的编程工作量大，难度大；<2）所有的功能都由单片机来实现，对单片机的硬件资源要求很高，加之硬件筹备比较困难；<3）该设计要求对DC/DC变换器实现PWM控制的开关频率至少要为100HZ，在单片机上难于实现；方案二：由DC/DC变换器和负载的调制共同实现整个系统的功能。
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 (3)1.2过流保护方案论证 (5)2 系统设计 (6)2.1总体设计 (6)2.2单元电路设计 (7)2.2.1 数字电位器电路设计 (7)2.2.2 AD转换电路设计 (8)2.2.3 恒流部分电路设计 (10)2.2.4 恒压部分电路设计 (12)3 软件设计 (13)4 系统测试 (15)5 结论 (17)参考文献： (17)附录： (17)附1：元器件明细表： (17)附2：仪器设备清单 (17)附3：电路图图纸 (17)1方案论证与比较1.1系统方案选择题目分析：根据题目要求，负载端电压为8V，允许误差为0.4V。
电子设计大赛1317开关电源模块并联供电系统
电子设计大赛作品创意书基于C8051F340的开关电源模块并联供电系统1、摘要该作品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，使其在额定输出功率下，输出指定直流电压，并且供电系统效率不低于60%，两模块间电流能根据负载的调整而自动分配。
系统以C8051F340单片机为控制核心，通过对输出电压和电流采样计算，改变单片机PWM占空比输出，控制MOS管的通断，实现了两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块并联供电。
关键词：开关电源并联供电C8051F340 DC/DC模块2、绪论2.1设计任务：该作品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，其结构图如图1所示。
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=1:2两种模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差值不大于5%，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%。
额定输出功率状态下，供电系统的效率不低于60%，要求系统具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阀值电流为4.5A。
图1.DC/DC模块并联供电系统主电路2.2发展现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。
其中DC/DC电源模块成为我国小功率模块电源的发展主力。
未来开关电源将朝着小型化、薄型化、轻量化、高频化、高可靠性、低噪声、采用计算机辅助设计和控制的方向发展。
大功率电源系统需要多个开关电源并联来提供，它能避免单个大功率电源制造成本高、稳定性差的缺点，并且具备了大容量、高效率、高可靠性、冗余特性、模块化个成本低的优点。
3、系统方案3.1 该系统所包含的模块并联供电系统主要有控制器模块、DC/DC变换稳压模块、电流检测模块以及输出电压采样模块组成。
开关电源模块并联供电系统全国二等奖作品
2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】2011年9月6日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。
本系统以Buck升压斩波电路为核心，以12c5a60s2单片机为主控制器和PWM信号发生器，根据反馈信号对PWM信号做出调整，进行可靠的闭环控制，从而实现稳压输出。
系统输出直流电压8V，可以通过键盘设定和步进调整，最大输出电流达到2A，电压调整率和负载调整率低，DC-DC变换器的效率达到%。
能对输入电压、输出电压和输出电流进行测量和显示。
关键词：开关电源电源并联均流技术开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】1系统方案本系统主要由DC/DC模块、PWM模块、电流采集模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
一、方案论证选择方案一，间接直流变流电路：将电压降至下一级的最简单方法是使用LDO 稳压器。
LDO 具有成本低，封装小、外围器件少和噪声小的特点。
超低的输出电压噪声是LDO 最大的优势，从而非常适用于作为对噪声敏感的RF 和音频电路的供电电路。
同时由于LDO 采用线性调节方案，因此不存在开关期间大电流所引起的电磁干扰（EMI），所以有利于对音频放大器、RF 电路系统或摄像机CCD 感光器等的“噪声”开关模式稳压输出进行后置滤波。
但是LDO 的缺点是低效率，且只能用于降压的场合。
LDO 的效率取决于输出电压和输入电压之比：?=V out/V in。
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。
关电源模块并联电系统-A甲008 120
A甲008 1202011全国大学生电子设计竞赛论文（山东赛区）题目: 电源模块并联供电系统参赛学校：曲阜师范大学参赛学生：张文豪李启川刘维栋指导教师：王娟二○一一年九月目录1设计方案论证 (2)1.1DC/DC转换方法及实现方案 (2)1.2输出电流比例实现方案 (4)1.3均流的方法及实现方案 (4)1.4输出电流1:2实现方案 (5)1.5单片机检测实现方案 (5)1.6单片机控制实现方案 (6)2硬件原理分析及设计 (7)2.1TD1583DC/DC模块的设计 (7)2.2UCC29002均流模块电路设计 (9)3系统框图及软件流程 (9)4系统测试与误差分析 (12)4.1测试仪器 (12)4.2性能指标 (12)4.3均流性能指标 (12)4.4单片机调节电路性能 (12)4.5电源效率 (12)4.6结果及误差分析 (13)5总结 (13)6参考文献 (13)开关电源模块并联供电系统摘要我们选用了开关电源芯片 LM2596和 load sharing芯片 UCC29002。
用LM2596输出2个8v电压并选用两片 load sharing芯片 UCC29002的配合使用，通过调节上路电路中连接在UCC29002的1脚与8脚之间的电位器，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。
由于本系统的结构简单，所用器件少，从而保证整个系统高效、稳定。
关键字：LM2596 UCC29002 均流稳定Abstractwe select the switching power supply chips TPS5430 and load sharing chips UCC29002. 2 8v with the LM2596 output voltage and use two load sharing chips UCC29002 with the use, by adjusting the road circuit connected to the UCC29002 1 foot and 8 feet between the potentiometer so that the upper and lower two-way symmetrical, automatic current sharing. Adjusted by the microcontroller monitors to ensure circuit safety, flexible transformationDue to the simple structure of the system, we can use small devices to ensure the entire system efficient and stable. Keyword: LM2596 UCC29002 efficiency Current sharing引言：随着科技的进步与发展，多个DC/DC模块并联得到越来越广泛的应用。
2011大学生电子设计大赛报告(A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随着功率电子技术的日臻成熟，开关电源以其高效率、小体积和成本低等优点日益广泛的应用于国民生活的各个领域。
本设计以反激式变压器隔离拓扑结构为主干，以UC3842作为控制核心，以LM358为主要器件的双电源互锁反馈控制调整两路输出电流的双电源直流控制系统。
实现了输出电流按比例可调等功能。
关键字：开关电源，UC3842，并联供电，比例可调，交叉互锁一、方案设计与论证1、设计方案原理（1）基于单片机控制均流的设计方案图1 设计方案一框图（2）基于uc3902的均流设计方案图2 设计方案二框图（3）基于电流采样的交叉互锁反馈均流方案图3 设计方案三2、方案论证（1）方案一采用单片机控制系统的PWM占空比，从而对输出电压进行数字控制。
但本次任务要求只能使用24V的电源，故必须设计辅助供电电路，而且为了实现精准控制需要使用多片AD、DA模块，而这系统的效率降低，电路的复杂度提高，制作难度增大。
（2）方案二使用TL494集成芯片搭建矩形波发生电路，通过合理配置各项电路参数及反馈回路使各模块自主输出稳定8V电压。
为实现并联供电系统的均流功能。
我们选中了均流控制芯片UC3902对两路电流进行均流处理。
该方案复杂性较低。
而且电源效率并不较低，且只能实现并联系统的均流功能。
（3）方案三使用成本低廉的UC3842集成芯片搭建矩形波发生电路。
在主干路不再使用效率较低下的BUCK型拓扑。
由于任务要求输出电流可变，且负载功率变化范围较大，所以我们选用了更成熟更高效的单端反激式变压器输出隔离型拓扑结构。
本设计的反馈回路采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统，可以通过开关电源的PWM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。
这种反馈控制电路的最大特点是：在输入电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单，适应于小功率开关电源。
开关电源模块并联供电系统
2011年全国大学生电子设计大赛题目：开关电源模块并联供电系统参赛学校：山东理工大学开关电源模块并联供电系统摘要本开关电源并联供电系统由32位ARM芯片作为控制器，采用电流互感器获得主从模块的电流，利用精密电阻分压采样获得输出电压信号，从而构成主从式均开关电源并联供电系统，主模块为电压、电流双闭环控制，从模块为单电流环，经过ARM芯片处理PWM调节，系统实现8V输出电压，负载电流在设定比例之间变化，两个模块的输出电流可在0.5～2.0范围内按指定比例调整，具有过流保护，负载电压输出稳定，实现主从模块控制的并联供电系统按照设定比例高效供电。
关键词：并联供电；开关电源；ARM；PWMAbstract The power supply is controlled by an arm cortex-m3 mcu, the output is supplied by 2 buck circuits. The system can be adjusted by a feedback loop to correct the error, and monitor present values on a TFT screen. The output current can be distributed in a range between 0.5-2.0. The system has an over-current protection, is an ideal solution of power supply .Keywords: parallel power supply,switching power,ARM,PWM一、方案论证及比较1、开关电源并联均流方案论证方案一：输出阻抗法：输出阻抗法通过调节开关变换器的外特性即调节输出阻抗达到并联模块接近均流的目的，也称电压调节率法。
方案二：主从设置法：主从设置法是在并联的n个变换器模块中，人为的制定其中一个为主模块，而其余各模块跟从主模块分配电流，称为从模块。
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：本供电系统采用开关电源芯片TPS5430 为核心制作的两路DC-DC开关电源，由ATmega16作为系统的主控制电器。
利用MAX531加电压放大器接入TPS5430的电压反馈端口，通过单片机控制MAX531改变电路的反馈端，自动控制调节稳定输出电压。
进而改变电流，使电流实现自动分配。
该系统电路简洁，输出电压稳定，输出电流可调且稳定可靠，纹波小，高效率，具有输出过流保护功能等特点。
在实际应用中能解决电流自动分配的问题，具有一定的实用价值。
关键词：DC-DC TPS5430 自动分配电流高效率一、系统的案论证1．电源变换拓扑案论证案一、采用单片机PWM控制采用单片机产生PWM波,控制N-MOSFET 的导通与截止。
根据A/D采样反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。
负载电流在金属壳电阻上取样经A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护。
该案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，而且输出电压不稳定实现起来比较困难。
案二、采用脉宽调制控制器TL494该芯片可推挽或单端输出，最高工作频率为300KHz，输出电压可达40V,有5V的电压基准，输出级的拉、灌电流可达200mA，驱动能力较强。
芯片部有两个误差比较器，能实现电流模式控制，便做过流保护。
但由于BUCK 型拓扑的MOS 管驱动需外加上管驱动芯片IR2110，而IR2110 会有0.2W 左右的功耗，会降低系统的效率。
案三、采用TPS5430采用TI公司的BUCK 型DC/DC 芯片TPS5430，其最大输出电流3A，部集成有驱动电路和1.221V 基准源，固定工作频率500KHz，效率高达95%。
用TPS5430 可使电路结构简单，只需要配合少外部元件便可精确、稳定地得到输出电压，可靠性高，且在高的工作频率减小了对电容和电感的要求。
综合比较，为了能使系统具有较高的效率和可靠性，所以我们采用更为可靠、稳定的TPS5430 芯片作为DC-DC 模块的主器件。
2011全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题
2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）2011年9月3日摘要本系统以ATmega128为主要控制核心，系统主要由DC/DC变换电路、恒流源控制电路、D/A数模转换模块、电流电压测量模块、电源模块、显示模块、过流过压保护模块等，DC/DC变换采用简单的Buck变换电路，恒流源控制系统采用集成运算放大器构成的具有深度负反馈的数字可控直流源。
关键词：Buck电路电流控制 D/A 开关电源并联AbstractThis system take ATmega128 as the primary control core, the system mainly by the DC/DC transfer network, the constant current control circuit, the isolation module, the D/A digital-analog conversion module, the electric current voltage measurement module, the power source module, the display module, the overflow overvoltage protection module and so on, the DC/DC transformation uses the single end to stir up-like the transfer network, the constant current control system uses the integration operational amplifier to constitute has the depth negative feedback digital controllable cocurrent source.一、方案比较与论证整个系统可以划分为控制模块、DC/DC降压模块、电流控制模块、电压控制模块、隔离模块、电源模块、显示模块、D/A转换模块、电压电流测量模块、过压过流保护模块等辅助模块。
2011全国大学生电子大赛开关电源模块并联供电系统(A题)论文方案
2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）【XX组】2011年9月6日摘要本设计是要求制作一个由两个小功率DC/DC 模块构成的并联供电系统。
综合考虑题目基本部分和发挥部分的要求。
可以看出该供电系统要求有较高的效率和稳定的电压电流输出。
最主要的目的是达到供电系统自动均流的效果。
我们根据以上要点设计了一个模拟电路和数字电路相结合的系统。
模拟电路部分采用双端驱动集成电路——TL494来完成。
数字控制系统由单片机STC12C5A60S2、DA模块、高精度放大模块、以及按键设定模块和1602液晶显示组成人机交互界面。
其组成电路可以实现以下几个功能：1.控制DC/DC模块的输出电流，使其按比例输出2.测试输出电流并显示3.比较两个DC/DC 模块的输出电流并显示比值。
关键词：TL494 单片机STC12C5A60S2 1602液晶显示开关电源模块并联供电系统（A题）【XX组】1系统方案本系统主要由DC/DC 模块、控制模块、DA转换模块、液晶显示模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 DC/DC模块的论证与选择方案一：采用电压控制脉宽调整技术，产生频率固定，脉冲宽度可调整的方波脉冲，采用电压反馈环控制系统，它的反馈信息取自输出电压，用反馈电压调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲占空比，实现开关电源的稳定。
方案二：采用电流控制脉宽调制，此技术相比传统的仅有输出电压反馈的PWM 系统比较增加了一个电感电流反馈。
此反馈就做为PWM 的斜坡函数，就不再需要锯齿波发生器，更重要的是使用电感电流反馈使系统的性能有了明显的改善。
一使系统具有快速的瞬态响应及高速的稳定性，二，输出电压精度很高。
三，具有内在的对功率开关电流的控制及限流能力。
四，具有良好的并联运行能力。
综合以上两种方案，选择方案二。
1.2 控制系统的论证与选择方案一、采用AT89C51单片机进行控制。
AT89C51价格低廉，结构简单,且资料丰富；但是51单片机系统资源有限，8位控制器，运算能力有限,无法达到较高的精度。
开关电源模块并联供电系统 设计报告
2011年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛设计报告题目：开关电源模块并联供电系统(A题)学校：曲阜师范大学参赛队员姓名：李广林闫秀宝盛国栋指导老师：闫绍敏2011年9月摘要本系统以两片STC12C5A60S2单片机作为中心控制器。
单片机Ⅰ控制两个DC/DC模块，通过在输出端采样电压，反馈到单片机，使得输出端电压稳定在8.0V。
单片机Ⅱ调节PWM（脉冲宽度调制）的占空比，从而控制CMOS 门的开关状态，使DC/DC模块1上的电流在外接电阻上产生相应比例的消耗，使得两个模块输出的电流达到预定比例；同时接收检测电路中霍尔传感器传输来的电流模拟信号，经过A/D转换后将电流值显示到液晶上。
通过手动控制滑动变阻器来调整总电流，最终使得输出电压稳定在8V，并且可以键控使得两个DC/DC模块的输出电流按指定比例自动分配。
关键词：STC12C5A60S2 DC/DC模块PWM 霍尔传感器A/D转换ABSTRACTThe system to two STC12C5A60S2 microcontroller as the central controller. A single-chip control of two DC/DC modules by sampling the output voltage feedback to the microcontroller, making the output voltage at 8.0V. SCM B regulation PWM (pulse width modulation) has a duty to control the CMOS gates switch states, so that DC / DC module 1 on the current in an external resistor to generate the corresponding proportion of consumption, making the two modules intended output current ratio; while receiving detection circuit to the current Hall sensor analog signal transmission through A / D conversion after the current value is displayed on the LCD. By manual control rheostat to adjust the total current slide, and ultimately the output voltage stable at 8V, and can be keyed makes two DC/DC module's output current is automatically assigned by the specified ratio.Keywords: STC12C5A60S2 DC / DC module PWM Hall sensorA / D converter目录第一章方案选择与论证 (4)方案描述 (4)1.1 主控制器的比较与选择 (4)1.2 电源模块的比较与选择 (5)1.3 电压检测模块的比较与选择 (5)1.4 显示电路方案比较与选择 (6)第二章电路设计、理论分析与计算 (6)2.1 主要电路模块的分析计算与设计 (6)2.1.1 DC/DC 模块电路 (6)2.1.2 控制电路 (7)2.1.3显示电路 (8)2.2 软件设计 (9)2.2.1单片机甲的程序流程图 (9)第三章测试结果与数据分析 (9)3.1 题目要求的测试 (9)3.1.1 输出电流范围测试结果 (10)3.1.2 系统对题目完成情况 (10)3.2 结果分析 (10)总结与体会 (11)参考文献 (11)第一章方案选择与论证方案描述根据题目的设计要求，本设计主要实现输出一个8V的稳定电压，并能是两个DC/DC模块的输出电流按指定比例分配。
双向DCDC变换器
2015年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）2015年8月6日星期四摘要双向DC/DC变换器(Bi-directional DC/DC Converter, BDC)是可双象限运行的直流-直流变换器。
该变换器能够根据实际需要调节能量的流动方向，在功能上相当于两个单向直流-直流变换器。
本系统以 STC1205A60S2单片机为控制核心，由TPS5450降压型开关稳压器构成DC/DC降压电路。
由LM3478升压型开关稳压芯片构成DCDC升压电路，并且通过AD芯片TLC2543和DA芯片TLV5618实现模数转换，对充电与放电模式下的电压、电流进行监测控制，实现充电与放电模式自动切换的PID数字控制。
同时系统具有输出过压保护功能关键词：双向DC/DC变换器充电模式放电模式数字PID控制目录摘要 (2)目录 (3)1、方案论证分析 (4)1.1双向DC/DC变换器方案选择 (4)1.2 电路监测保护方案 (5)1.2.1 直流电流检测 (5)1.2.2 过压保护 (5)1.3 充电电流控制方案 (5)2、理论分析与计算 (6)3、系统设计 (7)3.1 双向DCDC电路设计 (7)3.1.1 DCDC降压电路 (7)3.1.2 DCDC升压电路 (7)3.2 电流检测电路 (8)3.3 辅助电源设计 (8)3.4程序设计 (9)3.4.1程序流程图 (9)4、系统测试与分析 (10)4.1 基本部分测试结果 (10)5、总结 (11)参考文献 (11)附录 (11)附录一： (11)1、方案论证分析整个系统可以划分为双向DC/DC模块、电流控制模块、电路监测模块、电源模块、显示模块、电路保护模块等模块。
图1 系统框图1.1双向DC/DC变换器方案选择方案一:采用BUCK+BOOST双向DCDC变换电路如图1.1所示，左边是输入时，这是一个降压电路。
右边是输入时，这是一个升压电路，只需控制Q1和Q2的导通和关断。
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)。
2011年全国大学生电子设计竞赛赛区
竞赛设计报告封面
作品编号：（由组委会填写）
作品编号：（由组委会填写）
说明
1.为保证本次竞赛评选的公平、公正，将对竞赛设计报告采用二次编码；
2.本页作为竞赛设计报告的封面和设计报告一同装订；
3.“作品编号”由组委会统一编制，参赛学校请勿填写；
4.“参赛队编号”由参赛学校编写，其中“学校编号”应按照巡视员提供的组
委会印制编号填写，“组（队）编号”由参赛学校根据本校参赛队数按顺序编排，“选题编号”由参赛队员根据所选试题编号填写，例如：“0105B”或“3367F”。
5.本页允许各参赛学校复印。
开关电源模块并联供电系统
设计与总结报告
摘要：本设计是针对2011年全国电子设计大赛A题，电路的设计是基于BUCK 拓扑的开关稳压电路的拓扑结构，以美国NSC的LM2576为功率输出核心，提出一种基于并联Buck变换器的自主均流控制方法，该方法基于并联Buck变换器状态方程，设计了由控制电路、保护电路和驱动电路组成的自主均流的开关电源模块并联供电系统
关键词：并联型自主均流控制
(2) DA数据输出电路
方案一：采取MSP430部自带的DA转换器，此种方案可降低硬件成本，但很产生DA结果不稳定。
方案二：采取片外12位的TLV5617DA转换器，此种方案硬件成本提高，但比较稳定。
方案三：采用MSP430片12位DA转换器，但使用外部基准源REF191稳定输出。
比较以上方案，我们采用方案三，不仅节约硬件成本，易于控制，而且能大大提高DA转换器的稳定性和精确度。
(3)DC-DC模块电路：
方案一：隔离式DC/DC转换器，通常采用变压器来实现，由于变压器具有变压的功能，所以有利于扩大转换器的输出应用围，也便于实现不同电压的多路输出，或相同电压的多种输出；并有效地实现实现输出与输入电气隔离，但对变压器的要求较高。
方案二：非隔离式DC/DC转换器。
由于变压器存在漏磁和损耗，会造成效率低下，故采用非隔离型，题目要将24V直流电压转换为8V，为降压电路，因此buck型非隔离式DC-DC转换器。
(4)控制方法
方案一：电压型控制方法，开关变换器输出的电压VEB与参考电压比较并放
大，得到误差信号VE，VE又与PMW比较器和锯齿波信号相比较，从而输出一系列脉冲，这些脉冲的宽度随误差信号VE的变化而变化。
此方法夫人单环回路容易设计和分析，锯齿波幅度比较大，抗干扰能力比较强，但输入或输出的变化只能在输出改变时才能控制并反馈进行修正，响应速度慢，电压型控制对负载电流没有限制，因而需要额外电路限制输出电流。
方案二：电流型控制方法，实在传统的电压型控制基础上，增加了一个环（电流反馈环），使其成为一个双环路控制系统。
此电路中回路稳定性好，负载响应快，具有过流保护和可并联性。
双反馈回路使得电路分析变得比较复杂，由于控制回路需要电感电流控制信息，控制电路的存在增加了整个变换器设计的复杂性，同时也会影响变换器的效应。
综合以上分析，本系统采用电流型控制电路。
(5)电源电路
由于提供24V直流电，采用78XX系列稳压以及LM1117逐级降压为MSP430提供3.3V供电电压。
采用ICL766产生负极性的电压供给仪表放大器AD620.。
二．理论分析
1 DC-DC变换器稳压方法
利用无源磁性元件和电容电路元件的能量存储特性，从输入电压获取分离的能量，暂时地把能量以磁场形式存储在电感器中，或以电场形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载，实现DC-DC转换。
其中采用PWM技术，从输入电源提取
能量随脉宽变化，在一个固定周期实现平均能量转换。
最终达到将固定的直流电压变换成可变的直流电压。
2 电流电压的检测
使用与电感串联电阻来检测电流，控制信号和补偿斜坡通过比较器与误差放大器的输出进行比较，从而进行脉宽调制。
3 均流的方法
在两个并联的模块中，以输出最大电流的模块为主模块，其余为从模块，利用二极管的单向导通性，只有电流最大的模块，才能率先导通。
正常情况下，各模块分配的电流均衡，若其中某一路电流突然变大，成为并联模块中电流最大的主模块，从模块以均流母线上的电流信号作为本模块的电流基准，跟踪基准信号，同时调整变换器输出电压，达到均流目的。
4 过流保护
若电路中DA输出的瞬间电流过大，进入系统后，由于系统本身的自主均流作用，会将输出电压维持在一个比较稳定状态，从而达到过流保护的作用。
三．开关电源电路的电路设计
1、单元模块电路
电流采样电路由低噪声、高增益的高精度差分放大器AD620组成的高端采样电路，如下图所示。
PCB的制作开始就考虑了电感和接地回路最小，并尽可能的单点接地。
此模块主要为模拟电路，采用大面积铺地。
（2）开关导通和关断都存在一个电流环路，次环路都是高频，大电流的环路，布线和布局时都要将此二环路面积设计的最小。
（3）注意芯片和开关管得散热，电容的引线不能太长，尤其是高频旁路不能有引线。
四．系统测试
1 测试仪器
直流稳压电源
四位半数字万用表
2 测试结果
实测过流保护值为4.4A。
五．实验总结
综合上述各部分的测试结果：本设计圆满完成了题目的基本要求部分和发挥部分，经过反复的调试和理论验证，保证了开关电源并联供电系统的稳定工作，使直流输出电压稳定在8V,当调整负载电阻并保证输出电压时，无论是1:1模式1A还是1:2模式1.5A,每个模块的输出电流的相对误差绝对值都小于5%。
当过流电流为4.4V，误差仅为1%.。
在调试的过程中，不断的解决问题和发现问题，对开关电源的工作特性有了全新的认识。
我们在此次的竞赛中都有了不小的收获。
参考文献：
1《模拟电子技术基础简明教程》清华大学童诗白
2 《MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用》清华大学建华。