直流均流电源
开关电源串联均流方法汇总——这篇经验之谈再不看看就晚了(民熔)
开关电源三大串联均流技巧开关电源并联均流技术在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。
因此在实用中往往采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。
但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。
不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”的问题，而解决方法的不同，对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。
均流的主要任务是：（1）当负载变化时，每台电源的输出电压变化相同。
（2）使每台电源的输出电流按功率份额均摊。
1、最大电流自动均流法（民主均流法，自动主/从控制法）（1）工作原理电阻R用一个二极管代替，二极管正端接a，负端接b。
这样只有当n个单元中输出电流最大的一个电流放大器输出才能使二极管导通，从而影响均流母线电压，进而达到该单元均流调节作用。
这种方法一次只有一个单元参与调节工作。
（2）特点·在这种均流方式下，参与调节的单元由n个单元中的最大输出电流单元决定，一次只有这个最大输出电流单元工作，这个最大电流单元是随机的，所以有人把这种均流方法叫做“民主均流法”。
又由于一旦最大均流单元工作，它处于主控状态，别的单元则处于被控状态，因此又有人把这种方法叫做“自动主/从控制法”。
·由于二极管总有正向压降，因而主单元均流总有误差，而从单元的均流效果是较好的。
美国优尼则公司的UC3907集成均流控制芯片就工作在这种方式下。
最大均流法的特点和平均电流法的特点相似。
2、平均电流型自动负载均流法（自动均流）这种均流方式采用一个窄带电流放大器，输出端通过阻值为R的电阻连到均流母线上，n个单元采用n个这种结构。
直流电源系统标准概况
+0.45 -0.5
380
19.96
20
20.7
437
19.9
20
20.7
40.6 （Ie100%）
342
40.21
40.13
40.09
+0.5 -0.00
380
40.19
40.06
40.14
437
40.26
40.20
40.26
根据DL/T459标准和产品型式试验细则，测试稳流精度时，通常选择直流电压为286V、253V、198V三个电压点和额定电流20%、50%、100%三个电流整定值的电流数据。 若对运行中的充电装置进行检测，可仅选择恒流整定值以及蓄电池均充电压、浮充电压和放电终止电压时的电流数据。
电压调整功能 稳流精度 稳压精度 纹波系数 并机均流性能 限流及限压特性 效率 保护及报警功能 监控装置控制程序
监控装置显示及监测功能 三遥功能 电磁兼容性 谐波电流
在DL/724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程基础上，并结合国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分以及设备运行经验制订，
双电源均流
对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统，如基站通信设备、监控设备、服务器等，往往需要高可靠的电源供应。
冗余电源设计是其中的关键部分，在高可用系统中起着重要作用。
冗余电源一般配置2个以上电源。
当1个电源出现故障时，其他电源可以立刻投入，不中断设备的正常运行。
这类似于UPS电源的工作原理：当市电断电时由电池顶替供电。
冗余电源的区别主要是由不同的电源供电。
电源冗余有交流220 V及各种直流电压的应用，本文主要介绍低压直流(如DC 5 V、DC 12 V等)的冗余电源方案设计。
1 冗余电源介绍电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。
容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载，这对提高可靠性意义不大。
冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成，正常时由其中一个供电，当其故障时，备份模块立刻启动投入工作。
这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔，容易造成电压豁口。
并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成，各单元通过或门二极管并联在一起，由各单元同时向设备供电。
这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电，但负载端短路时容易波及所有单元。
冗余热备份是指电源由多个单元组成，并且同时工作，但只由其中一个向设备供电，其他空载。
主电源故障时备份电源可以立即投入，输出电压波动很小。
本文主要介绍后两种方案的设计。
2 传统冗余电源方案传统的冗余电源设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极，以“或门”的方式并联输出至电源总线上。
如图1所示。
可以让1个电源单独工作，也可以让多个电源同时工作。
当其中1个电源出现故障时，由于二极管的单向导通特性，不会影响电源总线的输出。
在实际的冗余电源系统中，一般电流都比较大，可达几十A。
考虑到二极管本身的功耗，一般选用压降较低、电流较大的肖特基二极管，比如SR1620～SR1660(额定电流16 A)。
通常这些二极管上还需要安装散热片，以利于散热。
浅析开关电源模块并联均流方法
浅析开关电源模块并联均流方法张伊凡; 王乐【期刊名称】《《电子测试》》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P34-35,41)【关键词】开关电源; 并联; 均流【作者】张伊凡; 王乐【作者单位】西安石油大学电子工程学院 710065【正文语种】中文1 引言随着我国工业生产中对大功率电源系统需求的不断增加和开关电源模块化的发展趋势，以及半导体功率器件和磁性材料等方面的因素对单片开关电源输出功率的限制，开关电源模块往往需要并联成电源系统运行，这样既可以增加电源容量，也可以提高电源系统供电的可靠性。
但在实际应用中，由于各电源模块之间的差异，并联运行时会出现电源系统中各模块输出不均流的现象，进而引起电流应力和热应力的不均匀分配，影响电源模块的使用寿命和可靠性[4]。
所以并联均流技术成了实现组合大功率电源系统的关键。
2 电源模块不均流的原因分析从电源模块的控制系统来看，所有的电源模块并联运行，则输出电压U0都相等，也就是电压反馈值都相等，但是每个模块的给定量Ugi和反馈比例系数Kfi都有差异，运算放大器的失调电压也不同，所以给控制器件的误差信号也不相同，使有些误差信号为正的模块，电压调节器正向积分，输出电流增加；有些误差信号为负的模块，电压调节器反向积分，输出电流减小。
当系统进入稳态以后，最多有一个模块的误差为零，电压调节器正常工作。
所以负载电流都要由误差为零的模块承担，就出现了电流不平衡的现象。
另外，电源模块外特性的差异也是不均流的原因，如图1中两个电源模块并联运行，输出电压分别是U1和U2，电流分别为I1和 I2，内阻分别为 R1和 R2，母线电压为 UO，其输出特性见式（1）、（2）[5]。
由式（1）、（2）可以看出，不均流的原因是输出电压和等效内阻不一致。
图1 两模块并联运行原理图所以，各电源模块之间不均流的根本原因是由于电源模块中各器件的差异引起的，只能通过增加外部设备或控制部件的方法来解决，其主要思想就是增加一个均流母线，通过均流母线传递均流信号，或者根据电源的热应力来调节负载电流的分配，防止一台或多台模块运行在电流极限状态。
直流稳压电源并联均流及实现
直流稳压电源并联均流及实现直流稳压电源并联均流及实现路秋⽣摘要本⽂介绍了直流稳压电源并联均流控制常⽤⽅法和⼯作原理、实现电路。
关键词直流稳压电源，均流，冗余，电源并联，电源管理⼀、简介电源并联运⾏是电源产品模块化，⼤容量化的⼀个有效⽅法，是电源技术的发展⽅向之⼀，是实现组合⼤功率电源系统的关键。
⽬前由于半导体功率器件、磁性材料等原因，单个开关电源模块的最⼤输出功率只有⼏千⽡，但实际应⽤中往往需⽤⼏百千⽡以上的开关电源为系统供电，在⼤容量的程控交换机系统中这种情况是时常遇到的。
这可通过电源模块的并联运⾏实现。
通过直流稳压电源的并联运⾏可达到以下⽬的：1.1 扩展容量，实现⼤功率电源供电系统。
1.2 通过N+1，N+2冗余实现容错功能，带电热插拔，便于在不影响系统正常⼯作的情况下，对电源系统进⾏维护，实现供电系统的不间断供电。
⼆、直流稳压电源并联扩容的要求2.1 N+m（m表⽰电源系统冗余度）个电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内。
2.2 每个直流稳压电源模块单元具有输出⾃动均流功能。
2.3 采⽤冗余技术，当某个电源模块单元发⽣故障时，不影响整个电源系统的正常⼯作，电源系统应有⾜够的负载能⼒。
2.4 尽可能不改变电源模块单元的内部电路结构，确保电源系统的⾼可靠性。
2.5 对公共均流总线带宽要⼩，以降低电源系统噪声。
2.6 确保每个供电单元分担负载电流。
即通过并联均流应使整个电源系统像⼀个整体⼀样⼯作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化。
三、常⽤的⼏种均流⽅法3.1 改变输出内阻法（外特性下垂法，改变输出斜率法）利⽤电流反馈，调节电源模块单元的输出阻抗，实现均流。
3.2 主/从法在并联运⾏的电源模块单元中，选定⼀个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从电源模块。
主电源模块⼯作于电压源⽅式，⽽从电源模块⼯作于电流源⽅式，电流值可独⽴设置。
模块电源并联均流控制方法研究
设计应用技术模块电源并联均流控制方法研究段洵宇，汪宇，李茂（中国船舶集团第七二二研究所，湖北整流电源多模块并联所组成的分布式电源供电系统有着容量大、效率高、成本低的优点，多模块一起协同工作使得电源系统的可靠性更胜一筹。
如何实现电源系统各个模块负载电流的均衡分配，并联均流技术是保证模块电源并联系统稳定运行的关键技术之一。
文中从模拟均流控制和数字均流控制的角度分析了主要的均流方法，综述了一些新型的均流控制策略，指出未来均流技术会朝着数字化、精准化的方向发展。
多模块并联；均流技术；均流控制策略；直流电源Research on Parallel Current Sharing Control Method of Module Power SupplyDUAN Xunyu, WANG Yu, LI MaoResearch Institute of China Shipbuilding Corporation, WuhanAbstract: Paralleled rectifier power module can achieve the expansion of capacity limberly, enhance the reliabilityof the whole power system and realize large capacity. The current-sharing is one of the key technologies in Paralleled power module to distribute the load current equally.The main current sharing method are systematically analyzed while）中通过调整模块输电阻以调整模块的输出阻抗大小，调整两个模块的外特性曲线靠近后实现电流的平+-V L ）两台主电路相同且容量相同的电源模块并联系统需要有电压电流双闭环控制模式，主模块通过电压控制规律工作，给定的基准电压为块实际输出电压反馈回来的信号，到的结果经过放大得到的信号，主模块产生的基准，V 小i f 1信号进行比较，比较得到的主模块电流实际的大小与模式见图随主模块产生的电压误差信号即电流基准基准与实际电压输出信号比较后产生电流误差信号，每个从模块再与各自实际输出电流值比较后生成用于PWM 电流基本一致，实现并联均流控制。
直流电源的均流
直流电源的均流摘要直流稳压电源的原理和设计：市电经功率变换后，分成既可相互独立又可并联组合的两路直流稳压电源。
输出电压可在1.8V—5.8V之间连续调节。
当两路并联时能够自动均衡电流，并用STC12C5A60S2作为控制核心，系统可以输出最大电流、实际电压和输出电压实时显示出来。
一、作品简介设计并制作直流稳压电源，两路电源可独立使用，也可以组合使用。
两路并联输出，可自动实现输出电流均衡。
指标完成情况：1)作品没能实现采用红外遥控对输出参数进行调整。
2)单路输出电压可在1.8V~6.0V之间以任意调节，由于DA部分出了一点状况，所以只能通过调节电位器来改变输出电压的值。
3)典型输入电压为5V，负载在10%~100%变化时，负载效应小于±0.5‰；由于没有功率电阻，所以没有测试，最大输出电流也没能测试。
4)满负载时纹波在5m以内；未进行纹波测试，在实验过程中所得到的方波波形毛刺很大。
通过增加滤波电容，效果也并不明显。
图 1.1 作品实物图二、硬件电路（一）硬件电路的焊接根据所给实训题的报告，在仔细阅读了报告之后，我们首先将需要购买的元器件罗列出来，待一些基本的元器件买回后，就开始了焊接。
同时开始了原理图的绘制，和程序的设计。
由于这次的硬件电路主要是两路可均流的DC/DC变换器，所以整个电路是相当对称的，在设计硬件电路时，我们很注意电路的对称布局的。
可是因为芯片和电感是在网上购买的，我们只需要根据芯片的封装焊接上芯片座或者预留出足够大的位置就可以了。
整个电路焊接好之后也算是美观。
只等芯片回来进行调试了。
可是在网上购买的芯片有很多是贴片的，我们只有把芯片引脚通过跳线引出来，也顾不上电路的美观了，在这个过程中，贴片芯片的焊接也显得尤为重要。
（二）硬件电路的调试SG3524和MC34152是直插式的芯片，所以我们最先调试的这部分电路，给两芯片给8.5V的VCC，MC34152的5脚输出一个方波，用来控制开关管的导通或截止。
直流电源系统评价标准
直流电源系统评价标准（试行）国家电网公司二〇〇五年十二月目录1 总则....................................... .. (3)2 评价内容...................................... .. (5)3 评价方法 (5)4 评价周期 (7)5直流电源系统评价标准表....................... .. (9)直流电源系统评价标准（试行）1 总则1.1 为了加强直流电源系统全过程管理，及时掌握直流电源系统各个阶段的状况，制定有针对性的预防设备事故措施，全面提高直流电源系统的管理水平，特制订本评价标准。
1.2 本标准是依据国家、行业、国家电网公司现行有关标准、规程、规范，并结合近年来国家电网公司直流电源系统生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。
1.3 本标准规定了直流电源系统在设备投运前（包括设计选型、现场安装、现场验收）、运行维护、检修、技术监督、技术改造等全过程的评价项目及内容、评价依据、评价标准及方法。
1.4 本标准适用于国家电网公司系统所属110（66）kV～500kV变电站、开关站、换流站、串补站的直流电源系统的设备评价。
发电厂的直流电源系统和通信、自动化等专业所使用的专用直流电源系统的设备评价可参照执行。
1.5 引用标准及规定直流电源系统评价应遵循以下标准、规范和相关技术要求，当有关标准、规程、规范的内容发生变化时应使用最新版本。
当以下标准规定不一致时，应采用较为严格的标准。
GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 459—2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724—2000 电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程DL/T 5120—2000 小型电力工程直流系统设计规程DL/T 781—2001 电力用高频开关整流模块DL/T 856—2004 电力用直流电源监控装置DL/T 5044—2004 电力工程直流系统设计技术规程国家电网公司《直流电源系统技术标准》国家电网公司《直流电源系统运行规范》国家电网公司《直流电源系统检修规范》国家电网公司《直流电源系统技术监督规定》国家电网公司《预防直流电源系统事故措施》国家电网公司《国家电网公司电力生产设备评估管理办法》国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》2 评价内容评价工作依据有关标准和规范，从直流电源系统及其主要元器件的可靠性、主要性能指标等方面进行评价。
(技术规范标准)直流电源系统技术规范
目次目次 (I)前言 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1 总则 (1)2 规范引用文件 (1)3 术语和定义 (2)4 使用条件 (4)4.1 正常使用的环境条件 (4)4.2 正常使用的电气条件 (5)5 通用技术要求 (5)5.1 系统组成及配置原则 (5)5.2 直流系统电气接线 (6)5.3 对直流供电网络的要求 (6)5.4 直流系统的功能 (10)5.5 直流系统的主要技术参数要求 (10)6 直流系统主要部件技术要求 (11)6.1 充电装置和高频开关电源模块 (11)6.2 监控单元 (12)6.3 直流系统绝缘监察装置 (13)6.4 蓄电池管理单元 (14)6.5 降压硅链 (15)6.6防雷器技术要求 (16)6.7 测量表计的配置 (16)6.8 蓄电池技术要求 (16)6.9 直流屏柜技术要求 (18)7 现场安装要求 (19)7.1 安装场所的布局要求 (19)7.2 安装接线要求 (20)7.3 蓄电池安装注意事项 (20)8 标志、包装、运输、储存 (21)8.1 标志 (21)8.2 包装 (22)8.3 运输 (22)8.4 储存 (22)附录A（资料性附录）图一110~500kV直流系统电气主接线图 (24)附录B（资料性附录）直流系统I/O表 (25)附录C（资料性附录）直流系统设备检验和试验 (27)附录D（规范性附录）本规范用词说明 (33)本规范编制说明............................................................................................... 错误!未定义书签。
通信电源均流技术
浅析通信电源整流模块的均流控制浅析通信电源整流模块的均流控制摘要：随着电力通信业务的不断增长，设备不断扩容及更新，因此对通信电源的运行可靠提出了更高要求。
本章重点对直流电源的整流模块之间的负荷自动均流控制的原理、方式、运行注意事项进行论述。
关键字：整流模块；均流控制；均流母线；中图分类号：C35文献标识码：A 引言在对通信电源设备的运行维护中，通信电源都配有数个整流模块并联工作，并共同分担对负荷的电流输出。
本人工作中遇到过因某些故障原因导致的各个模块输出不均匀，个别模块负荷过高或偏低，引发电源系统告警的情况。
这类故障对整个电源系统的安全稳定运行造成了威胁，因此本文对直流电源系统整流模块间的均流控制的基本原理进行分析探讨，希望对运行维护工作起到帮助作用。
一、通信电源系统整流模块的联接及均流要求 1.1通信电源采用数个同型号整流模块并联运行。
整流模块的并联运行有利于负载扩容，但同时要求负载电流必须平均分配即进行均流。
目的在于防止部分模块电流偏大而引起过热甚至损坏，同时避免过电流保护使得该模块停止工作。
1.2 整流模块均流的基本要求a)同一系统中的整流模块应选择同一型号，均流误差通常不超过±5% b）系统中整流模块总容量必须有冗余量，以确保部分模块过流保护或故障停止工作时系统仍有足够容量。
c)运行中如需要调节输出电压时，应所有模块能同时同数值调节。
d)均流性能应由整流模块自身性能来实现，尽量采用除均流母线外不采用其他外部控制，以减少均流失败因素。
e)整流模块应具备瞬态响应特性，以确保电源系统负载突变时，不会造成各模块间电流分配不均而停机。
二、整流模块均流的实现方式a)下垂法通常是使整流模块稳压特性的外部特性有一定下垂，当输出电流增大时，输出电压略有降低，有较大的负载效应。
当各并联模块输出电压调校准确后，有均流性能。
b)主从方式该方式是以一台整流模块的稳流工作电流实现控制其他模块的稳流工作电流的方式。
IT6500D系列 直流大功率电源供应器 用户手册说明书
直流大功率电源供应器IT6500D系列用户手册型号：IT6512D/IT6513D/IT6514D/IT6515D/IT6516D/IT6517D/IT6522D/IT6523D/IT6524D/IT6525D/IT6526D/IT6527D/IT6532D/IT6533D/IT6534D/IT6535D/IT6536D/IT6537D/IT6542D/IT6543D/IT6544D/IT6545D/IT6546D/IT6547D/IT6552D/IT6553D/IT6554D/IT6555D/IT6556D/IT6557D/IT6562D/IT6563D/IT6564D/IT6565D/IT6566D/IT6567D/IT6572D/IT6573D/IT6574D/IT6575D/IT6576D/IT6577D/IT6582D/IT6583D/IT6584D/IT6585D/IT6586D/IT6587D/IT6592D/IT6593D/IT6594D/IT6595D/IT6596D/IT6597D版本号：1.0声明© Itech Electronics, Co., Ltd. 2016根据国际版权法，未经Itech Electronics, Co., Ltd. 事先允许和书面同意，不得以任何形式（包括电子存储和检索或翻译为其他国家或地区语言）复制本手册中的任何内容。
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DC-DC电源模块并联均流控制技术研究
随着大功率负载和大电流负载的需求，电源模块并联控制技术研究的越来越重要，而如何很好的实现并联电源模块间输出电流的平均分配成为并联技术的核心。针对这个问题，本文介绍了在并联变换器模块的简化、近似线性化的小信号数学模型下的均流方法。
论文简要介绍了常用的均流方法及其优缺点，对Buck变换器的基本电路结构和工作原理作了说明，给出了主电路的主要点的电压电流波形、主要关系式，然后计算出了各元件的参数，并基于这些参数建立了小信号模型，做了一个Buck变换器仿真对结论进行了验证以及补偿的设计。对平均电流自动均流法改进型及其优缺点，最后在matlab上进行了验证性仿真。
近年来，分布式电源供电方式成为电力电子学新的研究热点。相对于传统的集中式供电，分布式电源利用多个中、小功率的电源模块并联来组建积木式的大功率电源系统。在空间上各模块接近负载，供电质量高，通过改变并联模块的数量来满足不同功率的负载，设计灵活，每个模块承受较小的电应力，开关频率可以达到兆赫级，从而提高了系统的功率密度，分布式电源系统可方便地实现冗余，减少产品种类，便于标准化。
图1-4 主从设置法均流控制原理图
该均流法要求主从模块间必须有通讯联系，所以整个系统比较复杂。且如果主模块失效，则整个电源系统不能工作，因此可靠性取决于主模块，只能均流，不适用于构成冗余并联系统。电压环的工作频带宽，容易受外部噪声干扰。
1.3.3 平均电流自动均流法
这种方法要求并联的各个模块的电流放大器输出端各自通过一个相同阻值的电阻接到一条公用母线上，该母线称为均流母线，如图1-5所示
图1-5 平均电流自动均流法控制电路原理图
图中电压放大器输入为 ，反馈电压为Vf， 是基准电压Vr和均流控制电压Vc的综合，它与Vf进行比较放大后，产生电压误差Ve，控制调制器和驱动器。V1为电流放大器的输出信号，与模块的负载电流信号成比例，Vb为母线电压。当n=2，即两个模块并联时， 和 为模块1和模块2的电流信号，都经过阻值相同的电阻R接到母线上，因此当流入母线的电流为零时
直流电源系统技术标准
目录直流电源系统技术标准 (1)直流电源系统技术监督规定 (24)直流电源系统评价标准（试行） (41)直流电源系统运行规范 (56)电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 (81)通信用阀控式密封铅酸蓄电池 (96)中国移动行业蓄电池的维护标准 (105)中国电信行业蓄电池的维护标准 (108)通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法 (111)IEEE推荐用于站用阀控铅酸(VRLA)蓄电池的维护、测试和更换方法 (119)直流电源系统技术标准（附编制说明）1 总则1.1 为了适应电网发展要求，提高设备运行的安全可靠性，加强直流电源系统设备技术管理，特制定本技术标准。
1.2 本标准是依据国家和行业的有关标准、规程和规范并结合国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。
1.3 本标准对直流电源系统设备的技术条件、订货、监造、出厂验收、包装贮运、现场安装、现场验收、试验方法等提出了具体要求。
1.4 本标准适用于国家电网公司系统的发电厂、变电所及其他电力工程对直流电源装置的技术管理。
2 引用标准以下为输电设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：GB 13337.1-1991 固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件GB/T 17626.2－1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.12－1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 5044-2004 电力工程直流系统设计技术规定DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护规程DL/T 5120-2000 小型电力工程直流系统设计规程DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95号）国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29号）国家电网公司预防直流电源系统事故措施（国家电网生[2004]641号）3使用条件3.1 正常使用的环境条件3.1.1 海拔不超过1000m。
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题目题目：：直流均流电源直流均流电源指导教师：钟洪声 崔红玲 杨忠孝队员及年级：张林2006级 管锐2006级 黄柯 2006级学校及院系：电子科技大学 微电子与固体电子学院摘要摘要: : 系统采用开关电源芯片TPS5430为核心制作两路稳压电源.两路电源可独立、并联使用。
两路电源并联时，利用电流反馈控制技术，通过运放的动态调节实现自动均流。
采用超低功耗单片机MSP430FG4618作为系统主控制电路。
系统输出电压在4.5V～5.5V 之间连续可调；两路电源并联，在满载时,电流差低于0.1%；单路、双路并联时工作效率可达90%；满载时纹波均低于15mV；具有过流保护，无线电发射、接受模块，实现报警功能，故障解除后电路自动恢复正常工作；系统具有液晶实时显示电流、环境温度、时间等功能。
关键词关键词：：电流反馈，MSP430FG4618，TPS5430Abstract Abstract：：Switching power supply system is based on TPS5430, a TI switching power supply chip. This system has two independent power supply, which enables it to work independently and parallelly. When in parallel, it uses operational amplifier to reach the goal of adjusting the load current automatically. It adopts the low-costing MSP430FG4618(an MCU) to be the main control part of the system.The output voltage of this power supply can be adjusted between 4.5V and 5.5V constantly.When working in parallel, it can reach the functions as below. The difference between the current is below 0.1%(full load). The efficient can reach 90% when working either indepently or in parallel. And the output ripple is below 15mV(full load). In addition, the system has the functions of over current protection, radio emission and receiver module, which can warn people if there is an emergency. Once the problem has been settled, the system can go back to normal automatically. This system has an LCD to show the current, ambient temperature and time.Keyword: Current Negative Feedback, MSP430FG4618，TPS5430一、 作品简介作品简介+V o1+V o2本作品实现两路电源均分电流，具有均流效果好、电源效率高、纹波小等特点。
指标要求：1.单路工作时，输出电压4.5V-5.5V 可调，最大输出电流1A。
2.单路工作时，负载调整率低于0.5%。
（典型输出5V 时，负载从10%到100%）3.单路工作时，电源效率在80%以上（80%负载时测量），纹波低于100mV（满载时测量）。
4.两路并联工作时，最大输出电流2A。
5.两路并联工作时，可实现自动均分电流，两路相差低于5%。
二、作品实现1. 1. 设计方案论证设计方案论证设计方案论证如图1，系统总体结构。
根据题目要求，电路分为三部分：功率变换、DC/DC 转换、并联均流控制。
图1 系统结构(1) 主回路方案选择与论证主回路方案选择与论证方案一方案一：：反激式DC/DC 变换器变换器 如图2，开关管（Tr）导通时，变压器蓄积能量，截止时输出能量。
反激式电路优点是：结构简单、外围元件少，不需要扼流圈和续流二极管。
输出电压可通过公式（1）求得。
并联时，由于是利用一个PWM 控制器（如TL494）同时控制了两路，两路的开关管在高频下始终是同时导通和关断的，所以电容上始终保持同时充电和放电，因此并联时两路电流始终保持相等；缺点是：变压器存 在漏感，将在原边形成很大电压尖峰，可能击穿开关器件；负载调整率差；电源效率低；能量由变压器T 储存，体积较大，而且需要开气隙。
in V v ⋅ ……公式（1）方案二方案二：：非隔离式降压型DC/DC 变换器变换器（（BUCK BUCK））如图3，开关管（Tr）导通时，对电感进行充电；开关管（Tr）断开时，通过续流二极管向负载供电，输出电压可通过公式（2）求得。
两路并联使用时，由于储能电感是绕在同一磁芯上，所以两电感上电流会在磁芯中磁场的作用下始终保持相等。
该方案较方案一在负载调整率上有了很大提高，而且均流效果好、效率高。
但是两路是由同一个PWM 控制器（如TL494）控制一个开关管，而且两路电流通过磁芯锁在一起，所以两路独立工作时彼此会相互影响。
sON 0in OFFON nT =V n T T v p +⋅⋅ ……公式（2）+V in+o1+o2图3 降压型DC/DC方案三方案三：：开关电源芯片TPS5430DC/DC 转换电路使用开关电源芯片TPS5430,其输出电压可调，最大输出电流可达3A，电源效率在90%以上，负载调整率低于0.1%,纹波低于30mV。
TPS5430可接入电压负反馈，使输出电压稳定。
同时它的使能端E NA，可以用来做过流保护。
TPS5430外围连接电路简单、稳定性好，对器件和环境的依赖性小。
综合考虑，我们选择了方案三制作主电路。
(2) (2) 均流控制方案选择与论证均流控制方案选择与论证均流控制方案选择与论证方案一方案一：：均流芯片UC3902UC3902如图4，UC3902是在两路地线上各串联一精密采样电组R sence，再将其两端电压供给各自电路的均流芯片。
均流芯片的反馈脚AD J 与各自电路TPS5430的反馈脚VSNS 相连，通过AD J 引脚来调整各自电路，实现自动均流，电路简单。
但是，地线上串接的电阻会严重影响电路的负载调整率，而芯片内部结构决定了采样电阻只能接在地线上方案二方案二：：均流芯片UCC29002UCC29002UCC29002与UC2902的功能以及性能上基本一致，不同的是采样电阻可以接在TPS5430调节输出电压的电位器之前，因而不会影响电路的负载调整率。
但UCC39002外部电路复杂，需要连接的外围元件较多，对器件有很大的依赖性，因此存在的很多不稳定因素。
图4 均流芯片(UC2902)方案三方案三：：运放反馈实现均流如图5，两路并联使用时，电路可分为主从两路。
在两路的输出端各串接一精密采样电阻，用低功耗精密仪放INA118将两电阻两端电压进行放大后供给运放两输入端，运放输出端反馈到从路TPS5430反馈脚VSNS。
通过运放的比较、反馈实现自动均流。
为了不影响负载调整率，采样电阻必须接在TPS5430调节输出电压的电位器之前。
运放的失调电压是影响均流效果的主要因素，所以应使用低失调电压运放。
5V图5 运放比较、反馈实现均流综合考虑，我们选择了方案三。
方案三电路简单、均流效果好、功耗低，而且电路性能稳定。
（3） 提高效率的方法提高效率的方法A. 选用阻值较小的采样电阻，减小采样电阻上的损耗。
B . 续流二极管选用低压降的肖特基二极管，降低续流损耗。
C. 改善电感的绕制工艺，使用多股铜线并绕，降低趋肤效应和铜损。
D. 在调试的过程中发现较高或较低的供电电压都会降低DC/DC 转换的效率，经过反复测试，选定输入电压为7.9V。
（4） 改善负载调整率的方法改善负载调整率的方法A. TPS5430的输出电压是相对于它芯片的地而言，所以输出端的地要和芯片的地(V-)直接用导线连接，而且导线上不能流有大电流。
B . TPS5430外围连接电路具有很强的电压反馈，输出电压非常稳定。
改善负载调整率的方法是加粗输出端导线、地线，减小它们阻值，从而减小导线损耗。
2. 2. 理论分析理论分析理论分析（1） 前端供电系统前端供电系统前端供电系统应题目要求，通过工频变压器将市电转为直流为后端供电，考虑到DC/DC 转换后纹波和均流效果，供电部分使用了纹波系数很小的EZ 1084。
市电经变压器、整流桥后作为EZ 1084的输入端，通过电位器调节EZ 1084输出电压，为后端供电。
（2） DC/DC 转换系统转换系统如图6，本系统中使用了TI 公司提供的开关电源芯片TPS5430，将前端电压装换为4.5V～5.5V 连续可调的稳压电源。
两路中的元器件应尽量一样，续流二极管选用低压降1N5822型肖特基二极管。
图6中的电感L1可通过公式（3）计算:(max)(max)1max ()()IN OUT IN IND OUT SWout V V V L V K I F −×≥××× ……公式（3）公式（3）中的INDK =0.2，SW F =500KHz 是开关电源的工作频率。
155(155)18150.22510uH L ×−≥≈××××这里电感起储能作用，电感量不能太小，太小会引起电感的磁饱和；电感量太大电感上会有很大的铜损和铁损，而且电感大，铜线匝数多，电阻大，损耗也大。
综合考虑，这里电感量取45u H 。
输出纹波峰峰值可通过公式（4）计算：2()()()IN MAX OUT IN MAX OUT PP OUT SWESR V V V V V L F −××=×× ……公式（4） 公式（4）中E S R=40m Ω、L OUT =45 u H 、SW F =500KHz ，可求得V PP ≈5mV。
输出电压Vout 可通过公式(5)计算：2321.221()out V R R R =×+ ……公式（5） R 2、R 3如图所示，由公式（5）可知输出电压在1.221V～6.308V 连续可调。