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。

2电流案论证与选择

案一、下垂法

下垂法（又叫斜率法）是最简单的一种均流法，电路结构如图1 。其原理是利用电流反馈信号或者直接输出串联电阻，改变模块单元的输出电阻，使外特性的斜率趋于一致，达到均流。由图2可见，下垂法的均流精度取决于各模块的电压参考值、外特性曲线平均斜率及各模块外特性的差异程度。但此法小电流时

均流效果差，随着负载增加均流效果有所改善；对本系统而言，我们希望外特性斜率越小越好，而下垂法则以降低电压调整率为代价来获取均流，该法只适合应用在均流精度大于或等于10％的场合；很难达到5%的均流效果。

图1 图2

案二、主从均流法

环调整结构的主从均流法。把主模块作为基准模块，从模块接入电压放大器接成跟随器的形式，工作于电流源式。控制MAX531输出的电压使电压放大器调节从模块的反馈电压降低，从而调整输出电压使之稳定在规定的围。所以不管负载电流如变化，各模块的电压总是保持相等的。采用这种均流法，精度很高，控制结构简单，模块间联线少，易于控制。

综合比较，案二只需通过单片机控制MAX531输出电压改变电压放大器，从而改变模块的反馈电压，使模块通过调整电压达到输出围，进而改变电流，实现自动分配。因此，我们采用案二。

3．A/D转换芯片的比较与选择

案一、采用MAX187

MAX187是串行12 位模数转换器可以在单5V电源下工作，接受0－5V 的模拟输入。MAX187 为逐次逼近式ADC，快速采样/保持（1.5uS），片时钟，高

速3 线串行接口。MAX187 转换速度为75Ksps。通过一个外部时钟从部读取数据，并可省却外部硬件而与绝大多数的数字信号处理器或微控制器通讯。MAX187 有部基准，优异的AC 特性和极低的电源消耗，能应用于对电源消耗和空间极为苛刻的地。

案二、采用ATmega16部ADC

ATmega16部带有一个10位的逐次逼近型ADC。ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接，对来自端口 A 的8 路单端输入电压进行采样。单端电压输入以0V (GND) 为基准。另外还支持16路差分电压输入组合，但精度不高。

综合比较，使用MAX187精度远远超过要求，但本系统需要进行4路A/D 采样，需要4片MAX187，成本较高，而且电路设计重复，降低了效率。因此，我们采样案二，既节省了资源，也符合题目精度在4%左右的要求。

二、理论分析与计算

1. DC-DC电源的设计与计算

经过分析题目后，我们决定做两路对称的DC/DC模块电源给后级供电。题目要求输入电压为24V，输出电压为8.0V，由于BUCK电路要求接入负载后输出的电压压差小于0.4V，所以采用TI 公司的开关电源芯片TPS5430,其开关频率为500KHz，部基准电压1.221V，通过控制基准电压调整输出电压，使输出稳定，可获得较高效率。电压变换的单路电路如图3所示。

输出电压计算公式：

R1+Res Tap1

Vo=1.221*（1 + ———————）

R2

2. 电流电压检测的设计

网络标签TPS5430_Vsense为TPS5430反馈端，AV为电压放大器的输出端口，RL为负载（滑动变阻器）。电路通过调整输出电压的高低来影响TPS5430的反馈电路，从而使电路的输出进行调节到稳定，如图4所示。

图4 电流电压检测原理图

3. 均流法的设计

TPS5430反馈电路加R2到地，通过MAX531控制电压放大器降低电压。此时有附加电流流过R1后，Rf点电压下降，从而基准电压也下降，而不再是1.221V。

为了使VSENSE恢复到1.22V，TPS5430将增加PWM脉冲宽度，增加Uout从而使输出电压稳定，然后提高该路电流输出，达到自动流的目的。

图3输出电压稳压原理图

4.纹波测试法

两路电源独立工作，上电后接上负载，将示波器的两探头分别接到两路电源的输出端，调节示波器至mV 档，然后将负载从轻载缓慢的调至重载，记录下示波器显示的最大峰峰值Vpp，即最大纹波。测试结果见表1。

表1 纹波系数检测

测试点200mA 618mA 973mA 1152m

A

1647mA 2024mV 主路20mV 20mV 24mV 25mV 25mV 27mV

从路20mV 20mV 24mV 25mV 25mV 27mV

并联20mV 20mV 24mV 25mV 25mV 27mV

4.过流保护电路的设计

本供电系统的过流保护电路主要通过软件来控制。预先设定一个电流 4.5A 过流保护点，通过A/D采样，把数据传送到单片机上，计算电路的流过负载电流值。当电流达到过流保护点时，单片机控制DC-DC模块的使能，使芯片停止工作，同时使蜂鸣器导通发出警报。当故障点解除后，电路自动恢复工作。

三、系统设计

1．总体系统框架设计

DC-DC电源模块输出的电压通过A/D转换器进行取样，把数据送到单片机。假如输出电压减少，单片机控制D/A转化器调节控制电压放大器，使电源模块的反馈端发生改变，TPS5430进行自动调节使电压稳定。另外，可通过按键来键入电流比例。系统总体框架如图5所示。

开关电源模块并联供电系统设计报告

开关电源模块并联供电系统（A题） 摘要： 本系统给出了以分立元件构成的DC/DC变换模块为核心的开关电源，并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的并联供电系统。系统采用 STC89C52单片机进行监控，并用高精度的德州仪器芯片TLC5615IP和TLC2543CN进行数模、模数转换，实现电流的实时测量、人机交互、电流比例设定、输出电流显示、过流保护及自动恢复功能。经测试，系统较好地完成了基本部分和发挥部分的要求，工作稳定，用户界友好。 关键词：分立元件；DC/DC变换模块；开关电源；并联；德州仪器芯片

1 方案比较与论证 1.1 DC/DC变换电路的选择 方案一：由LM2576开关型降压稳压器构成 LM2576系列的稳压器是单片集成电路，能提供降压开关稳压器（buck）的各种功能，能驱动3A的负载，有优异的线性和负载调整能力，使用该器件构成的DC/DC变换电路的设计思想如下： 图1.1(a) 由LM2576构成的DC/DC变换电路 该稳压器内部含有频率补偿器和一个固定频率振荡器，将外部元件的数目减到最少，使用简单，但由于集成电路工艺制造的元器件，各元器件参数的据对精度不是很高，而且受温度的影响也比较大，因此我们放弃这种方案。 方案二: 由分立元件构成 本电路是自己设计的，由施密特触发器74HC14、运算放大器LM324、三极管、二极管、电阻、电容以及电感等器件组成的核心电路，提供了自由调整的余地，另外为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的保护电路。下图为DC/DC 主回路的拓扑结构： 图1.1(b) 由分立元件构成构成的DC/DC变换电路 由于由分立元件构成的DC/DC变换电路，电路选择得好，参数选择恰当，元件性能就很优良，设计和调试的好，则性能也很优良。因此本系统选择方案二。 1.2 控制方法及实现方案

最新a-开关电源模块并联供电系统(a题汇总

A-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试题 参赛注意事项 （1）2011 年 8 月 31 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题； 高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。 （5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6）2011 年 9 月 3 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 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）。 + I IN DC/DC 模块 1 I1 I O + U IN=24V 负载 电阻U O=8.0V - DC/DC 模块 2 I2 - 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U O=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 U O=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和 I O =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 U O=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之

开关电源并联供电系统(很全版本)

课程设计Ⅱ 题目开关电源模块并联供电系统学生姓名学号 所在院(系)物电学院 专业班级电信081班 指导教师刘东 完成地点陕西理工学院 2011年 11月28日

开关电源模块并联供电系统 康恺 （陕西理工学院物电学院电子信息科学与技术专业08级1班，陕西汉中 723001） 指导老师：刘东 【摘要】：开关电源模块供电系统由并联稳压电源和检测控制系统组成。稳压电源使用电压调节器LM2596实现降压，监测控制电路采用AT89C51单片机作为控制核心，采集两路电流信号，通过算法分配误差值，修正每一路的电流大小，并显示电流的相对误差。系统的负载电流超过设定值时，启动保护电路切断电源并延时一定时间后自动恢复供电。经测试，供电系统能够较好的实现两路电流分配，效率可以达到70%以上，每路电流的相对误差3%左右。 【关键词】：LM2596；开关电源；并联均流 Switching Power Supply Module Parallel Power Supply System kangkai （Grade08，Class1,Majiothe physics electronic information science ,Dept, Shannxi University of the Technology,Hanzhong,723001,Shannxi） Instructor: Liu don Abstract: Switching power supply module power supply system was composed of Shunt regulated power supply and control system testing. Power supply used LM2596 regulator to achieve step-down voltage. Monitoring and control circuit based on AT89C51 microcontroller collected two current signals, the error value was assigned by the algorithm, the amendment of the current size of each road, and displays the current relative error. System load current exceeds the set value, the start delay protection circuit cut off power and restore power automatically after a certain time. Tested, the power supply system can achieve a better distribution of two current efficiency can reach 70% or more, each current relative error 3%. Key words: LM2596; switch power; power supply in parallel

XXXX年全国大学生电子设计大赛A开关电源模块并联供电系统

２01１年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区 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

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范围,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,题目要求是将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,增加了一个内环(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,在一个固定周期内实现平均能量转换。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

最新开关稳压电源并联供电系统

开关稳压电源并联供 电系统

开关电源模块并联供电系统（A题）设计报告 摘要：此开关电源模块并联供电系统采用MC34063为主控制器，构成输出电压可调的DC-DC变换器。由MC34063构成DC-DC模块， 由MC34063与外部功率开关构成它激式单管降压型DC-DC变换器 应用电路。经过滤分流控制电路额定输出电压值。

一、方案设计与论证 方案1：主模块采用自激型推挽式直流变换器，调整初、次级线圈绕组，从而得到要求输出电压值。 方案2：由MC34063构成DC-DC模块，由MC34063与外部功率开关构成它激式单管降压型DC-DC变换器应用电路。 论证：理想状态方案1 在低输出电压情况下转换效率较低，而且电路易产生不平衡。 选用方案2可以通过两个外部电阻组成分压器来调节，输出电压由2%精度。MC34063内部的输出级含有一个中功率的开关管，所 以不需要外加功率管就能直接构成中功率的DC-DC变换器。大大简 化电路的设计。

选定：方案2 二、电路设计 1. DC-DC单元电路设计 如图，R6为采样电阻，参考电压为1.25V。要使输出电压为8V，只需满足1.25/(8-1.25)=R6/R5. 2.过流、和分设计

在输出端回路上串联一个0.1欧姆的电阻，用放大器采集其对地电压，单电流等于1.5A时，采样电阻上的电压为0. 0.15V，放大到放大到74573的高电平后输出高电平，控制模块2分流电路上的开关管，从而起到分流作用。当0.1欧姆上电阻上的电流为4.5A时。压降为0.45V，放大为高电平后接到反相器7404上使其输出低电平，后控制快关管关闭，当电流低于405A时，反相器输出高电平，电路自动恢复工作状态，从而起到过载保护作。 三、测试方法与测试结果 对模块一和模块二进行电压测试，两模块输出点压为8.0+-0.1， 四、讨论 通过使用MC34063，充分了解其性能及特性，利用其构成的主控制电路可很好地完成任务的基本要求。在电路设计、制作过程中也产生诸

开关电源并联供电

题目: 开关电源模块并联供电系统

目录 摘要： (1) 一、系统方案 1．DC/DC模块主电路 (2) 2.开关管驱动电路 (2) 3.辅助电源电路 (2) 4.系统总体方案 (3) 二、理论分析与计算 (3) 1.DC/DC变换器稳压方法 (3) 2.电流、电压检测 (5) 3.均流方法 (6) 4.过流保护 (6) 三、硬件电路与软件设计 (6) 1.硬件电路设计 (6) 2.软件设计 (7) 四、测试条件与结果 (9) 1．测试仪器设备 (9) 2．基本要求测试数据 (9) 3．发挥部分测试数据 (10) 4、结果分析 (11) 五、参考文献 (11)

开关电源模块并联供电系统 摘要：本设计以Atmage16L-8PU单片机为控制器，由DC/DC模块电路、开关管驱动电路、辅助电源电路、电流采样电路、单片机电路、键盘电路和显示电路组成。其中，DC/DC 模块采用BUCK电路实现，开关管驱动电路采用IR2110芯片完成，辅助电源由单片开关电源芯片LM2576产生，并增加后置线性稳压环节。单片机实现闭环控制功能，稳定输出电压，并实现两路电源自动或按指定比例分流。测试结果表明，系统各项指标均达到题目要求。 Abstract:In the design, MCU Atmage16L-8PU is used as a controller. The system is composed of DC/DC modules, switch drive circuits, auxiliary power suppliers, current and voltage detection circuits, MCU system, display and keyboard control circuits. DC/DC module is based on BUCK circuit. Switch MOSFET is drived by IR2110 chips. Auxiliary power suppliers are generated by the switch mode power supply chip LM2576 with a linear post regulator. Closed-loop control is realized by MCU, so the output voltage is stabled and the currents of the two DC/DC modules are decided automatically or by the specified proportion. Test results show that the system has definitely met the design demand.

基于TMS320F28335的开关电源模块并联供电系统

开关电源模块并联供电系统（A题） 【本科组】 摘要 本系统以DSPMS320C28335作为主控，以单端反激式电路作为核心，根据AD采集两路DC模块输出电路分别控制两路PWM，做出相应调整，从而实现在4.0A以内，A、B两路DC模块电流比例在0.5~2.0之间步进为0.1的比例可调。测试表明，本系统达到了题目的基本要求和扩展要求的全部功能。

开关电源模块并联供电系统（A题） 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由DC-DC主回路模块、信号采样模块、主控模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1.1 DC-DC主回路的论证与选择 方案一：采用推挽拓扑。 推挽拓扑因其变压器工作在双端磁化情况下而适合应用在低压大电流的场合。但是，推挽电路中的高频变压器如果在绕制中两臂不对称，就会使变压器因磁通不平衡而饱和，从何导致开关管烧毁；同时，由于电路中需要两个开关管，系统损耗将会很大。 方案二：采用Boost升压拓扑。 Boost电路结构简单、元件少，因此损耗较少，电路转换效率高。但是，Boost电路只能实现升压而不能降压，而且输入/输出不隔离。 方案三：采用单端反激拓扑。 单端反激电路结构简单，适合应用在大电压小功率的场合。由于不需要储能电感，输出电阻大等原因，电路并联使用时均流性较好。 方案论证：上述方案中，方案一系统损耗大，方案二不能实现输入输出隔离，而方案三虽然对高频变压器设计要求较高，但系统要求两个DCDC模块并联，并且对效率有一定要求。因此，选择单端反激电路作为本系统的主回路拓扑。 1.2 控制方法及实现方案 方案一：采用专用的开关电源芯片及并联开关电源均流芯片。这种方案的优点是技艺成熟，且均流的精度高，实现成本较低。但这种方案的缺点是控制系统的性能取决于外围电路元件参数的选择，如果参数选择不当，则输出电压难以维持稳定。 方案二：采用TI公司的DSP TMS320C28335作为主控，实现PWM输出，并控制A/D对输入输出的电压电流信号进行采样，从而进行可靠的闭环控制。与模拟控制方法相比，数字控制方法灵活性高、可靠性好、抗干扰能力强。但DSP成本不低，而且功耗较大，对系统的效率有一定影响。 方案论证：上述方案中，考虑到题目要求的电流比例可调的指标，方案一较难实现，并且方案二开发简单，可以缩短开发周期。所以，选择方案二来实现本系统要求。

开关电源模块并联供电系统设计

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 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） 图两路buck电路并联供电

最新开关电源并联供电

开关电源并联供电

精品好文档，推荐学习交流 题目: 开关电源模块并联供电系统

目录 摘要： (1) 一、系统方案 (2) 1．DC/DC模块主电路 (2) 2.开关管驱动电路 (2) 3.辅助电源电路 (2) 4.系统总体方案 (3) 二、理论分析与计算 (3) 1.DC/DC变换器稳压方法 (3) 2.电流、电压检测 (5) 3.均流方法 (6) 4.过流保护 (6) 三、硬件电路与软件设计 (6) 1.硬件电路设计 (6) 2.软件设计 (7) 四、测试条件与结果 (9) 1．测试仪器设备 (9) 2．基本要求测试数据 (9) 3．发挥部分测试数据 (10) 4、结果分析 (11) 五、参考文献 (11)

开关电源模块并联供电系统 摘要：本设计以Atmage16L-8PU单片机为控制器，由DC/DC模块电路、开关管驱动电路、辅助电源电路、电流采样电路、单片机电路、键盘电路和显示电路组成。其中， DC/DC模块采用BUCK电路实现，开关管驱动电路采用IR2110芯片完成，辅助电源由单片开关电源芯片LM2576产生，并增加后置线性稳压环节。单片机实现闭环控制功能，稳定输出电压，并实现两路电源自动或按指定比例分流。测试结果表明，系统各项指标均达到题目要求。 Abstract: In the design, MCU Atmage16L-8PU is used as a controller. The system is composed of DC/DC modules, switch drive circuits, auxiliary power suppliers, current and voltage detection circuits, MCU system, display and keyboard control circuits. DC/DC module is based on BUCK circuit. Switch MOSFET is drived by IR2110 chips. Auxiliary power suppliers are generated by the switch mode power supply chip LM2576 with a linear post regulator. Closed-loop control is realized by MCU, so the output voltage is stabled and the currents of the two DC/DC modules are decided automatically or by the specified proportion. Test results show that the system has definitely met the design demand.

开关电源模块并联供电系统

摘要 本设计以单片机作为核心，辅以Buck电路、数字电位器作电流采集、光耦电路等电路，实现了一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的开关电源模块并联供电系统的设计。系统输出电压8V稳定，两个模块电流可以按固定比例输出,供电系统效率达到60%以上。期间，我们解决了输出电压稳定问题、双路开关电源并联均流及非均流问题、通过单片机对电流及电压进行AD采样问题等问题。本系统具有调整速度高、精度高、散热性好等特点，保证了系统稳定性。 关键词：开关电源并联供电 Abstract This design is based on the MCU as the core, supplemented by Buck circuit, digital potentiometer for current collection, optocoupler circuit, has achieved a two rating output power is 16W 8V DC / DC module switching power supply module parallel power supply system design. The output voltage of 8V stability, two current module can be fixed scale output, power supply system efficiency can reach above 60%. During the period, we solve the output voltage stability problem, dual switching power supply parallel current equalization and non-uniform flow problem, through the single-chip microcomputer to current and voltage of the AD sampling and other problems. The system has a high tuning speed, high precision, good heat dissipation characteristics, to ensure the stability of the system. Keyword：Switch Power supply Parallel connection Power supply

基于STM32单片机的开关电源并联供电系统

摘要 本系统以STM32单片机为主控制器，以TL494为核心，设计并实现一开关电源并联供电系统。系统由稳压模块、PWM驱动模块和同步BUCK斩波电路构成的DC-DC模块单片机显示控制模块四部分组成。在AD采集到由电流互感器CSM006NPT的感应电压后，单片机通过TL494的PWM波控制两个恒流源实现了输出电压恒定以及对输出电流任意比的控制。本系统通过场效应管IRF3205代替续流二极管减小损耗从而提高电源效率，并且利用TL494死区引脚实现过流关断，有效的保护了电路，经测试，系统能够实现基础部分所有要求。 关键词：TL494；并联供电；同步BUCK斩波；恒流源；恒压 一、方案设计 1、方案比较与论证 （1） DC/DC拓扑结构 方案一：采用传统降压拓扑结构 LM2596输出电压1.2V~37V可调，输出最高电流可达3A，输出线性好负载可调，系统效率高，可以用仅80μA的待机电流，实现外部断电，具有过流保护功能，经调节后完全可实现题目的基本要求。但是LM2596内部电阻导通电阻相对较大，同时续流二极管的损耗较大，只能作为开关电源稳压模块，不满足系统对DC-DC模块高效率高效率的要求。 方案二：采用同步整流BUCK结构 采用具有同步整流的BUCK结构，利用MOS管IRF3205代替二极管续流，IRF3205是具有极低阻抗（开态电阻为8ｍΩ），电压典型值为55V，电流续流连续110A，175℃运行温度，具有快速转换速率，无铅环保等优点。考虑到系统MOS 管导通电阻低，效率比传统BUCK高，为了满足扩展部分效率尽可能高的要求，本作品选用同步BUCK拓扑结构。 （2）均流控制方案 方案一：主从法 在并联运行的电源模块单元中，选定一个工作于电压源方式电源模块单元作为主电源模块，另一个工作于电流源方式电源模块作为从流电源模块。主模块直接调整电压，从电源模块设置电流分配。但是在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，不具备冗余功能。 方案二：平均电流自动均流法 这种方法不用外加均流控制器，在个电源模块单元间接一条公共均流母线CSB，均流母线的电压Ub为N个电源模块代表各自输出电流的电压信号Ui的平均值（即代表电源系统的平均电流）。Ub与每个电源模块的取样电压比较后，通过调整放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流，达到均流的目的。平均电流法可以精确的实现均流，但当公共母线CSB发生短路或接在母线的任一电源模块单元不工作时，使CSB电压下降，结果促使个电源模块输出电压下

2011全国大赛A题开关电源模块并联供电系统设计报告

开关电源模块并联供电系统2011----A题 指导老师：时斌孙其昌 队员：08级张林 08级宋杰 09级汲建玲 学校：南京师范大学 学院：中北学院

摘要：本文介绍了直流均流源的原理，设计思路及方法，整个系统以MSP430单片机为控制器，控制均流，采用开关电源芯片LM2576为电源芯片。通过独立键盘控制电源电压的输出，其操作方便简单。两路电源能够在外接负载变化的情况下自动均流，整个系统具有电路简单，输出电压范围大，精度高，稳定可靠的特点，并具有过流保护及自动恢复功能，很好的达到了题目的各项要求。 关键词：均流源MSP430 LM2576 自动均流 Abstract :A DC current source was introduced in this paper . In this article we introduce a theory of a DC current source and how to design .The system is made up of MSP430 which play a role of microcontroller , and LM2576 as Power chip .the system is perfect in large output voltage range ,high precision ,high stability and in current-liminting and auto-resume . Keywords:current source MSP430 LM2576 Automatic Current

开关电源模块并联供电系统设计

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 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） 图两路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=±。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=±，使两个模块输出电流之和IO =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=±，使两个模块输出电流之和IO =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=±，使两个模块输出电流之和

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、系统的方案论证 1．电源变换拓扑方案论证 方案一、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。该方案主要由软件实现，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。 方案二、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,内有5V的电压基准，输出级的拉、灌电流可达200mA，驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器，能实现电流模式控制，方便做过流保护。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。 方案三、采用 TPS5430 采用 TI公司的 BUCK 型DC/DC 芯片 TPS5430，其最大输出电流3A，内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，只需要配合少许外部元件便可精确、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。 2电流方案论证与选择 方案一、下垂法 下垂法（又叫斜率法）是最简单的一种均流方法，电路结构如图 1 。其原理是利用电流反馈信号或者直接输出串联电阻，改变模块单元的输出电阻，使外特性的斜率趋于一致，达到均流。由图2可见，下垂法的均流精度取决于各模块的电压参考值、外特性曲线平均斜率及各模块外特性的差异程度。但此方法小电流时均流效果差，随着负载增加均流效果有所改善；对本系统而言，我们希望外特性斜率越小越好，而下垂法则以降低电压调整率为代价来获取均流，该法只适合应用在均流精度大于或等于10％的场合；很难达到 5%的均流效果。 图1 图2 方案二、主从均流法 环内调整结构的主从均流法。把主模块作为基准模块，从模块接入电压放大

并联式开关电源的工作原理

并联式开关电源的工作原理 图1-11-a是并联式开关电源的最简单工作原理图，图1-11-b是并联式开关电源输出电压的波形。图1-11-a中Ui是开关电源的工作电压，L是储能电感，K是控制开关，R是负载。图1-11-b中Ui是开关电源的输入电压，Uo是开关电源输出的电压，Up是开关电源输出的峰值电压，Ua是开关电源输出的平均电压。 图1-11 当控制开关K接通时，输入电源Ui开始对储能电感L加电，流过储能电感L的电流开始增加，同时电流在储能电感中也要产生磁场；当控制开关K由接通转为关断的时候，储能电感会产生反电动势，反电动势产生电流的方向与原来电流的方向相同，因此，在负载上会产生很高的电压。 在Ton期间，控制开关K接通，储能滤波电感L两端的电压eL正好与输入电压Ui相等，即：eL = Ldi/dt = Ui —— K接通期间（1-35） 对上式进行积分，可求得流过储能电感L的电流为：

式中iL为流过储能电感L电流的瞬时值，t为时间变量，i（0）为流过储能电感的初始电流，即：开关K接通前瞬间流过储能电感的电流。一般当占空比D 小于或等于0.5时，i（0）= 0，由此可以求得流过储能电感L的最大电流ILm 为： ILm =Ui*Ton/L —— K接通期间（D = 0.5）（1-37） 式中Ton为控制开关K接通的时间。当图1-11-a中的控制开关K由接通状态突然转为关断时，储能电感L会把其存储的能量（磁能）通过反电动势进行释放，储能电感L产生的反电动势为： 式中负号表示反电动势eL的极性与（1-35）式中的符号相反，即：K接通与关断时电感的反电动势的极性正好相反。对（1-38）式阶微分方程求解得： 式中C为常数，把初始条件代入上式，就很容易求出C，由于控制开关K由接通状态突然转为关断时，流过储能电感L中的电流iL不能突变，因此，i(Ton+)正好等于流过储能电感L的最大电流ILm ，所以（1-39）式可以写为：

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

吐血共享：开关电源常用的6种并联均流原理详解

开关电源并联均流原理 摘要：讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其主要工作原理及特点。 1引言 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。由于目前稳定电源输出扩流应用较多，本文仅讨论开关电源并联均流技术。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。 2提高系统可靠性方法 （1）在电源并联扩流过程中，为了提高系统工作稳定性，可采用N＋m冗余的方法。其中m表示冗余份数，m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也相应增加。 （2）采用均流技术保证系统正常工作。在电源并联扩流中，应用较为广泛的办法是自动均流技术。它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能力，又保证每个单元可靠工作的目的。 （3）均流技术应满足条件： ·所有电源模块单元应采用公共总线。 ·整个系统应有良好的均流瞬态响应特性。 ·整个并联输出扩流系统有一个公共控制电路。 （4）常用的几种并联均流技术： ·改变单元输出内阻法（斜率控制法） ·主/从控制法（master/slave） ·外部控制电路法 ·平均电流型自动负载均流法 ·最大电流自动均流法（自动主/从法、民主均流法）

开关电源模块并联供电系统

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】 队员:谭海龙冯力方张超洋 指导老师:甘德成 学校:宜宾学院 2011年9月3日

开关电源模块并联供电系统（A题） 摘要：本设计采用超低功耗单片机MSP430F247为主要控制核心部件，应用同步BUCK拓扑结构作为高效率的DC-DC变换；设计并制作了开关电源模块并联供电系统。应用AMSCS原理和ECM控制模式实现动态均流控制；使用电流并联监视器件INA194作为电流检测；使用高效率TPS5430芯片设计辅助电源。实现了系统在500mA-4A范围内可自动分配或者手动任意预制两路DC-DC模块的电流比大小并显示相关参数。系统元件少，性价比高、系统效率高达85%以上、很好的完成了基本部分和发挥部分的要求。 关键字：MSP430F247；AMSCS；ECM；动态均流；效率； Abstract This design uses the low power consumption MCU, MSP430F247 ,as the main control the core part and uses the application of synchronous BUCK topology structure as high efficiency of the DC-DC transform .The design is made up of the switch power supply module parallel power supply system and uses AMSCS principle and ECM control model to achieve dynamic all flow control. The design uses current parallel surveillance devices, INA194, as electric current detection and successfully uses a high efficiency chip, TPS5430, to design auxiliary power supply. Finally the design realized that current can be set range from 500 mA to 4 A automatically or manually arbitrary distribution prefabricated a DC-DC module of the current size ,and can display related parameters. The system is consist of less component, higher performance price ratio, especially the system efficiency is as high as 85% above. So the system accomplished the basic part and the expression part successfully. Key word: MSP430F247; AMSCS; ECM; Dynamic all flow; Efficiency;