开关电源并联供电系统方案

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）

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发表时间：2020-09-03T15:46:33.287Z 来源：《科学与技术》2020年第9期作者：曹源曹弋（通讯作者）[导读] 开关电源模块并联供电系统采用两个完全相同的同步整流电路进行并联摘要：开关电源模块并联供电系统采用两个完全相同的同步整流电路进行并联。

主电路作为稳压源，单片机MSP430提供PWM波，利用三极管1N9014升压提供IR2111构成的驱动电路的输入电压，驱动开关管工作使主电路稳压在8V。

主电路和从电路分别通过电流检测芯片反馈实际电流给单片机，单片机控制两路输出电流值自动调节比例。

关键词：同步整流电路；电路检测；电流比例调节1 设计原理概述电路原理总框图如图1所示，采用两个结构完全相同的同步整流BUCK电路进行并联。

主电路为稳压源，由单片机输出的PWM波控制主电路输出电压稳定在8V，控制从电路中电流调节，通过两电路的电流采样模块反馈电流到单片机使输出电流值更精确并达到题目要求比例。

2 单元电路方案2.1 PWM波信号产生单元用单片机依据设定电压要求产生初始PWM信号，然后根据反馈回来的电压信号调节占空比，实现稳压的目的。

这种方案较为灵活，可以针对本系统调试出优化。

2.2 开关电源拓扑电路2.2.1 方案一：Buck电路根据题意采用降压拓扑（Buck）结构。

若采用传统Buck结构，优点是电路简单，缺点是续流环路中含有一只二极管，即使选用低压降的肖特基二极管，在大电流下仍然会发热损耗导致效率下降。

通常传统Buck型拓扑的效率很难超过90%。

2.2.2 方案二：同步整流电路如图4所示，采用同步整流电路，利用MOS管替代二极管续流，虽然控制电路较复杂，但因MOS管导通电阻极低，效率比传统Buck 高。

为满足扩展部分效率尽可能高的要求，本单元选择方案二。

2.3 电流检测电路2.3.1 方案一：差分电流检测电路差分电流检测电路如图1所示，由于电流检测需要双端输入信号单端输出信号，故须选择差分检测电路，但差分检测电路检测值不够稳定且无法抑制纹波。

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。

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。

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

1.1 选题意义及目的..............................................................................................................3 1.2 设计任务........................................................................................................................... 4 1.3 设计要求........................................................................................................................... 4
1.3.1 基本要求.................................................................................................................. 4
1.3.2 发挥部分要求......................................................................................................... 5 第二章本系统总体方案设计....................................................................................................6
毕业论文(设计)
题目名称：开关电源模块并联供电系统

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。

开关电源模块并联供电系统A题Word版

开关电源模块并联供电系统A题Word版开关电源模块并联供电系统摘要:本设计以微控制器TMS320F28044为控制核⼼，基于开关电源同步降压原理，使⽤双相并联控制技术，实现了⼀个开关电源模块并联供电系统。

本供电系统对输出电流、电压进⾏采样，采⽤软件补偿⽹络和数字PID算法实现电压反馈环和电流反馈环，达到输出恒压和成⽐例分流的⽬的。

最终使电源输出电压值稳定在8V，误差⼩于0.25V，当输出电流在1.5~3.5A内变化时，两个电源模块的输出电流⽐可在0.5~2之间调节。

该并联供电系统外围电路简单，具有精度⾼、反应灵敏、稳定性好、输出范围宽的特点，且供电系统还具备输出电流电压显⽰的功能，控制⽅便，⼈机交互界⾯友好。

关键字:双相并联；同步降压；软件补偿；分流；PID闭环控制⽅案论证1.1 系统总⽅案系统由开关电源、反馈回路、控制部分、保护电路和供电电路组成。

系统框图如图1.1所⽰。

主回路为两个同步降压模块；反馈回路主要为两路电流检测和电压检测电路；控制部分以TMS320F28044为核⼼，利⽤了其⾃带的ADC 和PWM 波产⽣模块；保护电路主要对过流和短路进⾏保护，并在排除故障后⾃动恢复正常⼯作。

整个系统以微控制器为控制核⼼，合成软件补偿⽹络，进⾏PID 数字闭环调节，输出电压稳定，输出电流⽐例可精确控制，抗⼲扰能⼒强。

1.2 开关电源拓扑选择⽅案⼀: 降压斩波电路(BUCK)。

降压电路见附图1，它由MOSFET 开关管Q 、肖特基⼆极管D 、LC 低通滤波器组成。

当Q 导通时，D 截⽌，MOSFET 漏极电流通过LC 滤波器向负载供电，同时LC ⾃⾝储存⼀定能量；当Q 截⽌时，其漏极电流为零，电感L 上的感应电动势极性为左负右正，D 导通，电感和电容中存储的能量对负载继续供电。

⽅案⼆：同步降压电路(Synchronous BUCK)。

电路如图1.2所⽰，同步降压与传统降压的主要区别在于前者将肖特基⼆极管换成了开关管，从⽽⾼边Q1低边Q2同时⼯作，⽤两路互补的PWM 波对Q1、Q2控制，再经过LC 滤波输出。

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。

基于C8051F020的开关电源并联模块供电系统设计

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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％．

高频开关电源双闭环反馈并联系统

4.实验与结论
应用以上原理，制作了一台组合式并联的72KW高频开关电源.具体参数为：AC380V±10%,稳压输出18VDC;限流电流4100ADC;稳流输出4000ADC;限压电压18.5VDC.该并联系统由五台单独的高频开关电源并联组合，每台高频开关电源都输出同等的800A/18V.系统在稳压工作时，即使输出短路也能限流在4100A稳定工作；稳流工作时，输出端开路能实现限压而稳定工作.若为了提高并联系统的可靠性，还可增加一台备份.该电源在电镀行业镀铬工艺中现场运行已有近两年，基本上达到了设计要求，用户反应良好.
高频开关电源双闭环反馈并联系统
1.前言
高频开关电源在二十世纪八十年代进入我国后，由于其具有体积小.重量轻.效率高.噪音低等优点，大量地进入我国邮电通讯.电力部门及其它领域，其发展迅速，市场潜力巨大，取代了许多传统的中小功率可控硅整流电源.而在传统的工矿企业，如电解电镀.电化.电火花.电池充电.水处理.热处理.焊接.冶炼等诸多领域，目前还在大量使用传统的可控硅整流电源，不符合国家环保节能的政策.目前市场上的单台高频开关电源功率受到器件的约束及其它因素的限制，难以在大功率（50KW以上）场合实用需要.为了把功率做大，简单的方法就是把许多单台高频开关电源，将其输出简单并联，形成扩流输出.但这种方法有一个局限性，那就是并联后的系统只能是稳流输出，而不能适应稳压输出的应用场合.本文设计思想就是在上述简单并联后的基础上，再单独设计一个输出电压负反馈系统，利用电压反馈系统的输出来控制各台高频开关电源，形成双闭环反馈，从而达到并联系统的稳压输出.由于单台高频开关电源的工作原理众所周知，故以下着重从自动控制系统原理方面介绍并联系统的工作原理.
单台高频开关电源构成一个电流负反馈控制系统，简称内环.自动控制原理.

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。

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。

开关电源并联模块电流分配方案(电力线载波)

题目：开关电源并联模块电流分配方案（电力线载波）摘要该单片机系统可将所要传输的信息叠加到电力线路上进行远距离可靠、高效的输送，避免了信号传输线（例如网线）的铺设，实现数据通讯，经济、便利，有利于电力部门资产管理，具有投资短、见效快，与电网建设同步等优点。

1. 系统方案系统由两片并联的DC/DC控制芯片TPS5430组成，通过引入电压反馈环路来调节两个模块的电流比和负载电压。

系统的主控制器采用超低功耗的MSP430G2231单片机。

采用TI的低功耗的电流采样芯片INA168对分支电流进行检测，通过16位数模转换芯片AD7705采集分支电流和DC/DC输出电压，使用256级的数字电位器MC4100，配比DC/DC反馈网络，进而控制和稳定分支电流比和负载输出电压。

2. 系统硬件设计详细介绍系统各个模块的硬件实现过程，说明采用关键器件的理由及关键部分的原理图（不得大量复制原理图，更多用框图的方式示意，仅对能体现工作量和创新的部分提供原理图，评委有权对滥用原理图的论文扣分）3. 系统软件设计利用两台LaunchPad G2231的UART接口实现电力线上的半双工通信，LaunchPad A先发一个信号，LaunchPad B 接收到该信号后延时一段时间(65ms）再回复一个，然后再延时一段时间(65ms）,A接收到信号以后再延时一段时间，然后再发一个信号，循环往复。

LaunchPad A流程图NYLaunchPad B流程图N Y4. 系统创新系统的创新之处在于使用了电力线载波技术，实现两个并联模块的通信。

使用MSP430F2121产生一个1.1MHZ的方波，将单片机的UART_TX端口通过或门74LVQ32、与门74LVQ14、三极管Si2302DS将UART_TX信号进行调制成峰峰值为200mv~800mv的载波。

接收端通过OPA2365和BAT54CLT1对已调制的信号进行检波放大整形，接收端连接MSP430G2231单片机的UART_RX 。

开关电源并联冗余使用说明---魏德米勒

Power Supply Analysis Weidmuller Interface (Shanghai) Co.,Ltd.
魏德米勒电联接（上海）有限公司
1：魏德米勒开关电源输出直接并联原理说明：
：如下原理图所示：输入电压经过EMC网络再整流滤波后（通常进过PFC功率因数矫正），在变压器原边进行DC/DC高频变换能量传递到次级；次级通过整流滤波后再输出。

初次级之间通过变压器进行隔离。

：魏德米勒电源支持直接并联，电源内部输出侧直接并联后实际上通过内部输出整流二
极管在负载侧并联，此二极管起到电气阻隔并且抑制环流电流产生的作用；同时输出侧内
部的LED指示和继电器控制都是独立完成的，不受另外并联电源的影响。

对于开关电源而言，其故障主要都是发生在一次侧的，也就是变压器的前级，基本是由于电网的强电作用
和个别时候的不稳定状态造成的，前级故障后输出侧电压也就伴随着消失了，由于变压器
的隔离作用而不会对次级造成损坏；而二次侧都是处于低压安全电压范围内，并且各种保
护比较多（过流，过压等）即便发生故障，通常也不会发生烧损等问题，故障发生后通常
输出伴随着也就消失了，LED指示灯熄灭和继电器断开，而内部输出整流二极管的存在，
使其并不会对与其并联的其它电源的正常运行造成影响，并联的电源能继续保持正常使用，而实现一定的冗余功能。

如下图所示：。

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/…
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