DC-DC开关电源模块并联供电系统均流控制研究

DC/DC寮€鍏崇數婧愭ā鍧楀苟鑱斾緵鐢电郴缁熷潎娴佹帶鍒剁爺绌?

鎽? 瑕侊細浠嬬粛浜嗙敱涓や釜DC/DC寮€鍏崇數婧愭ā鍧楀苟鑱旀瀯鎴愮殑渚涚數绯荤粺鐢佃矾缁撴瀯鍜屽伐浣滃師鐞嗐€傝绯荤粺閲囩敤ARM鑺墖STM32涓轰富鎺ц姱鐗囦骇鐢熼┍鍔ㄥ姛鐜囧紑鍏冲櫒浠禡OSFET鐨凱WM鑴夊啿[1]锛屽渚涚數绯荤粺鐨勮緭鍑虹數鍘嬪拰鍚勪釜妯″潡鐨勮緭鍑虹數娴佸潎瀹炵幇浜嗗叏鏁板瓧闂幆PI鎺у埗銆傜郴缁熻緭鍑虹數鍘嬬ǔ瀹氾紝鑳藉疄鐜颁袱涓ā鍧楃數娴佺殑姣斾緥鍒嗛厤锛屽悓鏃跺叿鏈夎緭鍑鸿礋杞界煭璺強寤舵椂鎭㈠鍔熻兘銆備豢鐪熷拰瀹為獙缁撴灉楠岃瘉浜嗘帶鍒舵妧鏈殑姝ｇ‘鎬у拰鍙鎬с€傚叧閿瘝锛?DC/DC妯″潡锛涘苟鑱旓紱鍧囨祦锛汼TM32锛?寮€鍏崇數婧?

澶у姛鐜囩數婧愮郴缁熼渶瑕佺敤鍗曚釜澶у姛鐜囩數婧愭垨鑰呭涓紑鍏崇數婧愬苟鑱旀潵鎻愪緵锛屼絾鏄崟涓殑澶у姛鐜囩數婧愬湪璁捐鍜屽埗閫犱腑瀛樺湪寰堝ぇ鐨勫洶闅撅紝鎴愭湰涔熻緝楂橈紝鍚屾椂鍙潬鎬у拰绋冲畾鎬т篃闅句互淇濋殰銆傚涓紑鍏崇數婧愮殑骞惰仈绯荤粺鑳藉寰堝ソ鍦板厠鏈嶈繖浜涚己鐐癸紝骞跺叿澶囧崟涓數婧愭墍涓嶅叿澶囩殑浼樼偣锛氬ぇ瀹归噺銆侀珮鏁堢巼銆侀珮鍙潬鎬с€佸啑浣欑壒鎬с€佹ā鍧楀寲鍜屾垚鏈綆[1]銆傚苟鑱旂郴缁熶腑锛屾瘡涓彉鎹㈠櫒鍙鐞嗚緝灏忓姛鐜囷紝涓嶄絾闄嶄綆浜嗗簲鍔涳紝杩樺彲浠ュ簲鐢ㄥ啑浣欐妧鏈紝鎻愰珮绯荤粺鍙潬鎬с€傞噰鐢ㄥ啑浣欐妧鏈紝杩樺彲浠ュ疄鐜扮儹鏇存崲锛屽嵆鍦ㄤ繚璇佺郴缁熶笉闂存柇渚涚數鎯呭喌涓嬶紝鏇存崲绯荤粺鐨勫疄鏁堟ā鍧椼€傜敱浜庝互涓婂師鍥狅紝浠ュ強澶у姛鐜囪礋杞介渶姹傚拰鍒嗗竷寮忕數婧愮郴缁熺殑鍙戝睍瑕佹眰锛屽紑鍏崇數婧愬苟鑱旀妧鏈殑閲嶈鎬ф棩鐩婂鍔犮€備絾鏄苟鑱斿紑鍏冲彉鎹㈠櫒妯″潡闂磋緭鍑虹壒鎬у瓨鍦ㄥ樊寮傦紝鑷翠娇鍚勪釜妯″潡涔嬮棿鐨勮緭鍑虹數娴佷笉涓€鑷达紝杩欐牱浼氬鑷存煇浜涙ā鍧楃殑鐢垫祦搴斿姏杩囧ぇ锛屽鍔犱簡鎹熷潖鐨勬満鐜囷紝鑰屼笖杩樹細鐢变簬鏌愪釜妯″潡杈惧埌鏈€澶х數娴侀檺鍒堕€犳垚鏁翠釜骞惰仈绯荤粺涓嶈兘姝ｅ父宸ヤ綔銆傚洜姝ゅ潎娴佹妧鏈繀鐒舵槸骞惰仈绯荤粺鐨勫叧閿妧鏈紝鍏锋湁閲嶈鐨勭爺绌朵环鍊糩2]銆? 涓や釜DC/DC寮€鍏崇數婧愭ā鍧楀苟鑱旂殑渚涚數绯荤粺閲囩敤涓や釜DC/DC寮€鍏崇數婧愭ā鍧楀苟鑱旂殑渚涚數绯荤粺鐨勪富鐢佃矾鎷撴墤缁撴瀯銆傜郴缁熺敱涓荤數璺€佹帶鍒剁數璺€侀┍鍔ㄧ數璺€佷繚鎶ょ數璺瓑缁勬垚銆傝緭鍏ョ洿娴佺數鍘嬬粡婊ゆ尝锛岄€氳繃DC/DC骞惰仈Buck缁撴瀯闄嶅帇鍧囨祦[3]锛岀粡STM32鑺墖閲囨牱銆佹帶鍒跺拰璋冭妭锛岃緭鍑虹ǔ瀹氱殑鐩存祦鐢靛帇[4]銆傛帶鍒跺拰璋冭妭瀹屽叏鐢辫姱鐗囩▼搴忓拰绠楁硶瀹炵幇锛岃妭鐪佷簡纭欢璧勬簮锛屽悓鏃堕€氳繃绠楁硶浣跨郴缁熻兘闅忔椂璋冭妭鐢佃矾浠ヨ揪鍒扮悊鎯崇姸鎬侊紝閬垮厤浜嗗崟绾噰鐢ㄧ‖浠舵帶鍒舵椂涓嶅彲璋冭妭鐨勭己鐐癸紝浣跨郴缁熸洿鍔犵ǔ瀹氬拰鐏垫椿銆傚悓鏃剁郴缁熷甫鏈夎繃娴佷繚鎶ょ數璺紝閲囨牱鐢垫祦鎴栫數鍘嬪ぇ浜庤瀹氬€兼椂锛岀郴缁熶細鑷姩鏂紑鐢垫簮锛岃捣鍒颁繚鎶や綔鐢紝淇濋殰绯荤粺瀹夊叏銆?

2 妯″潡骞惰仈鍧囨祦鎺у埗鐨勬妧鏈瓥鐣? 鍦ㄦā鍧楀寲鐢垫簮绯荤粺涓紝鍚勭數婧愭ā鍧楀苟鑱旇繍琛岋紝涓轰繚璇佸悇妯″潡闂寸數搴斿姏鍜岀儹搴斿姏鐨勫潎鍖€鍚堢悊鍒嗛厤锛屼互瀹炵幇鐢垫簮绯荤粺涓悇妯″潡鎵垮彈鐨勭數娴佺殑鑷姩骞宠鍧囨祦锛屼互鍙婂綋杈撳叆鐢靛帇鎴栬礋杞界數娴佸彂鐢熷彉鍖栨椂锛屼繚鎸佸悇妯″潡杈撳嚭鐢靛帇绋冲畾锛屽悓鏃跺叿鏈夎緝濂界殑鐬€佸潎娴佺壒鎬э紝闇€寮曞叆鏈夋晥鐨勫苟鑱斿潎娴佹妧鏈€傚潎娴佹帶鍒舵槸DC/DC妯″潡骞惰仈涓崄鍒嗛噸瑕佺殑閮ㄥ垎锛岄€氳繃鍧囨祦淇濋殰姣忎釜妯″潡鐨勭數娴佺浉鍚岋紝浠庤€岄槻姝㈡煇涓ā鍧楄繃娴侊紝瀵艰嚧鍣ㄤ欢鎹熷潖銆傜ǔ鍘嬫帶鍒朵互杈撳嚭鐢靛帇浣滀负鍙嶉淇″彿鏋勬垚鍗曢棴鐜

瀷鎺у埗绯荤粺[5]銆傚湪绋冲帇鐨勫熀纭€涓婇€氳繃鐢垫祦鐜繘琛屽弽棣堢煫姝ｅ潎娴佺浉搴旂數娴佸€硷紝浠庤€屽疄鐜颁簡鍧囨祦鍜岀ǔ鍘嬶紝閲囩敤鐢靛帇澶栫幆鍜岀數娴佸唴鐜殑鍙岀幆鎺у埗绯荤粺鐨勬鍥俱€?

3 浠跨湡鐮旂┒3.1 浠跨湡妯″瀷鎼缓鏍规嵁DC/DC妯″潡骞惰仈寮€鍏崇數婧愮郴缁熺粨鏋勫強宸ヤ綔鍘熺悊鎼缓绯荤粺浠跨湡妯″瀷,銆傚叾杈撳叆鐢靛帇涓?

4 V锛岀數鎰烲涓?.

5 mH锛屾护娉㈢數瀹笴涓? 700 μF锛屽紑鍏抽鐜囦负20 kHz,杈撳嚭鐢靛帇鍩哄噯鍊间负8 V锛岃緭鍑鸿礋杞界數闃讳负8 Ω銆?.2 浠跨湡缁撴灉浠跨湡缁撴灉锛岃緭鍑虹數鍘嬬ǔ瀹氬湪8 V宸﹀彸锛屼袱鏀矾杈撳嚭鐢垫祦鍩烘湰淇濇寔鍦?.5 A 锛岀鍚堣璁¤姹傦紝杈惧埌浜嗙ǔ鍘嬪潎娴佺殑鏁堟灉銆?

4 瀹為獙鐮旂┒涓轰簡楠岃瘉鍓嶈堪鎺у埗鏂规硶鍙婁豢鐪熷師鐞嗙殑姝ｇ‘鎬э紝璁捐骞跺埗浣滀簡涓€涓敱涓や釜棰濆畾杈撳嚭鍔熺巼鍧囦负16 W鐨? V DC/DC 妯″潡鏋勬垚鐨勫苟鑱斾緵鐢电郴缁熴€傚湪璇ュ疄楠屽钩鍙颁笂鍒╃敤鏈枃鎵€杩版帶鍒舵柟娉曞璇ユ牱鏈鸿繘琛屼簡鐩稿叧瀹為獙鐮旂┒锛岃皟鏁磋礋杞界數闃伙紝閫氳繃绀烘尝鍣ㄦ祴閲忔樉绀鸿緭鍑虹殑鐢靛帇鍊煎拰涓よ矾鐢垫祦鍊笺€傜敱鍥?鍙湅鍑轰袱璺數娴佸€煎垎鍒负0.48

5 A鍜?.520 A锛屽熀鏈疄鐜颁簡鍧囨祦鏁堟灉銆傝緭鍑虹數鍘嬪湪8.55 V淇濇寔绋冲畾锛屾弧瓒充簡绋冲帇鏉′欢銆? 鏈枃閫氳繃浠嬬粛閲囩敤鏁板瓧PI澶栫幆鐢靛帇鍐呯幆鐢垫祦璋冭妭鐨勫弻鐜帶鍒舵柟娉曞疄鐜扮郴缁熺殑绋冲帇鍧囨祦锛岃璁″苟鍒朵綔浜嗗苟鑱斾緵鐢电郴缁燂紝瀹屾垚浜嗙浉鍏宠蒋浠惰璁″強璋冭瘯锛屽苟缁欏嚭浜嗙浉鍏冲疄楠屾尝褰€傚疄楠岀粨鏋滈獙璇佷簡鏈枃鎵€杩扮數璺弬鏁扮殑姝ｇ‘鎬у強鎺у埗绛栫暐鐨勫彲琛屾€э紝瀵硅璁″拰鍒朵綔寮€鍏崇數婧愭ā鍧楀苟鑱旂殑渚涚數绯荤粺鐨勫潎娴佹妧鏈殑鐮旂┒鍏锋湁涓€瀹氱殑鍙傝€冧环鍊笺€