开关电源并联供电系统(很全版本)
开关电源模块并联供电系统
目录1.设计要求及方案论证选择 (1)1.1设计任务及要求 (2)1.2 设计方案 (2)1.2.1方案一 (2)1.2.2方案二 (4)1.2.3方案三 (4)2 单元模块设计 (5)2.1供电部分 (5)2.2 PWM波产生电路 (6)2.3 DC-DC部分 (8)2.4 单片机控制显示部分 (9)2.4.1 电压采样说明 (9)2.4.2 程序流程及PROTEUS仿真图 (9)3系统测试及结果说明 (10)参考文献 (12)附录A控制程序 (12)附录B proteus仿真截图 (14)1.设计要求及方案论证选择1.1设计任务及要求设计要求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。
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和I O =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U O=8.0±0.4V，使负载电流I O 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U O=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和I O =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%。
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：开关调整管脉冲调制比较放大基准电压滤波电路采样电路+ -+ -U I UO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STC89C52单片机内部具有电擦除的8KBEPROM，易于通过ALL03等编程与擦除，而且具有结构简单、且资料丰富、低成本、速度快、功耗低等特点。
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。
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
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
开关电源模块并联供电系统摘要：本设计的两个DC/DC功率变换模块采用TI公司的TPS5430开关电源控制芯片完成。
两个DC/DC功率变换模块并联工作后的负载电流分配和控制利用单片机MSP430和模拟电路配合实施。
通过电流传感器来实现电流的隔离采集，通过电阻串联分压来采集电路中电压。
电流、电压信号通过A/D转换送给单片机进行信号处理并实时显示在液晶显示器上，并根据采集到的电流大小实施过流保护。
通过一个模拟电路求得两个模块的输出电流之差，两路电流之间的比例由单片机通过IO端口调节数字电位器的分压比来决定。
最后用这个差值去影响变换模块的电压反馈量，从而实现了电流的按比例分配。
关键词：DC/DC功率变换隔离电流检测过流保护按比例分配目录一．总体方案描述 (3)1. 总体思路 (3)2. 系统结构框图 (3)3. 抗干扰措施 (3)二、方案比较与论证 (4)1. DC-DC变换方案 (4)2. 电流检测方案 (4)3. 均流控制方案 (5)4. 单片机控制方案 (5)5. 控制部分供电方案 (6)三．理论分析与计算 (6)1. DC-DC变换 (6)2. 电流检测 (6)3. 均流控制电路 (7)四．系统电路设计 (7)1. DC-DC变换 (7)2. 输入输出电流检测电路 (8)3. 均流控制电路 (8)4. 控制部分供电电路 (9)五．系统软件设计 (9)六．测试方案与测试结果 (10)七．总体结论 (12)参考文献 (13)附录（图） (14)一．总体方案描述1.总体思路本设计首先是制作两个输出电压稳定的DC-DC变换器，然后通过对电路中的电流电压进行检测并将检测的结果通过A/D转换送给单片机处理。
一方面单片机将采集到的电流电压信号显示在液晶屏上，另一方面单片机根据采集到的信号通过模拟电路的配合对两路输出支路电流实施均流控制。
与此同时，根据采集到的电流大小，单片机可对电路进行实时监控实现过流保护功能。
开关电源模块并联供电系统
题目：开关电源模块并联供电系统作者：钟海东、杨威、邓毅赛前辅导教师：丁忠文稿整理辅导教师：付长友学校：四川理工学院摘要本系统采用可控恒压源（A模块）与可控恒流源（B 模块）并联。
可控恒压源调节、稳定输出电压；根据负载电流大小，计算出恒流源应输出电流值并控制其输出，使A 模块与B模块的电流按照设定比例输出。
DC/DC恒流恒压电路均采用TI公司的TPS54331芯片，微控制器MSP430F2616作为系统显示、AD采样与DA模拟量输出，模拟信号处理由OP07、LM358完成。
系统调节方便、输出电压不随负载变化而变化，系统反应速度快、稳定性好、纹波小。
关键字:可控恒压源；可控恒流源；并联供电；MPS43OF2616；TPS54331；过流保护AbstractThe system uses a controlled voltage source (A module) in parallel with the controlled current source (B module). The controllable voltage source regulate and make the output voltage stably. According to load current, microcontroller calculate the output current value of controlled current source and control its output,so that the A block and B block set out in accordance with the needed current ratio. DC / DC constant current constant voltage circuit use TI's TPS54331 chip, microcontroller MSP430F2616 act as the system display, A/D Converter sampling the signal and D/A Converter achieve analog output. Analog signal processing accomplished by the OP07, LM358 .This system is easy to adjust,and the output voltage is immuned to load changes. The system response rapidly, with good stability and small ripple.Keyword: controllable voltage source; controllable current source; parallel power supply; MPS430F2616; TPS54331; over-current protection.一、设计方案论证1.1 系统电流分配方案选择为了实现开关电源模块并联供电系统，如图1所示，可采用2种方案实现。
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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 SupplySystemkangkai（Grade08，Class1,Majiothe physics electronic information science ,Dept, Shannxi University of theTechnology,Hanzhong,723001,Shannxi）Instructor: Liu donAbstract: 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目录摘要----------------------------------------------------- 4 引言----------------------------------------------------- 5 1. 总体设计方案------------------------------------------ 51.1设计要求------------------------------------------ 51.2 设计思路------------------------------------------ 51.3方案论证与比较------------------------------------ 61.4系统组成------------------------------------------ 72 单元电路设计------------------------------------------- 72.1 DC-DC电路设计------------------------------------ 72.2电流检测电路设计---------------------------------- 92.3 系统控制带电路设计-------------------------------- 92.4 AT89C51供电电路设计 ----------------------------- 102.5过流保护电路设计--------------------------------- 12 3软件设计---------------------------------------------- 12 4 系统测试---------------------------------------------- 134.1 测试使用的仪器----------------------------------- 134.2测试结果及分析----------------------------------- 135 结束语------------------------------------------------ 14 参考文献------------------------------------------------ 15 附录---------------------------------------------------- 15引言开关电源模块并联供电系统在当今工业生产和现实生活中都具有非常重要的作用，可以提高电源效率，提供可靠稳定并且自由分配的输出电流，因此设计此同时具备实用性和科研性的课程设计。
1. 总体设计方案1.1设计要求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。
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）。
1.2 设计思路题目要求制作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，输出额定电压不变，两模块的电流能根据负载的不同自动分配，且不能使用线性电源及产品的DC/DC 模块。
LM2596是一个集成的开关电压调节器，外部电路简单，合理的选择外部电容电感等原件，就能实现输出额定功率16W 电压为8V 的DC/DC 模块。
由于输出电流要实现自动分配，仅仅通过简单的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。
所以必须对电流电压检测后使用均流方法对两个模块的电流进行均流调控。
1.3方案论证1.3.1DC-DC 电路设计方案选择方案一：采用PWM 控制的高频开关变压器实现。
如图1所示，反激式DC/DC 变换器开关管（Tr ）导通时，变压积能量，截止时输出能量。
反激式优点是：结构简单、外围元件少，要扼流圈和续流二极管。
输出电压公式：Vin T T T L R Vo OFFON ON P L ..2+= (1) 求得。
并联时，由于是一个 PWM 控制器同时控两路，两路的开关管在高频下始终时导通和关断的，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。
图1 反激式DC/DC 电路方案二：采用开关电压调节芯片LM2596-ADJ 实现。
LM2596能够输出 3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。
可调版本可以输出小于 37V 的各种电压。
该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz ，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。
由于该器件只需外接少量元件，使用方便。
综上两种方案都能满足电源效率不低于为60%,但是方案一需要使用PWM控制芯片TL494，所接外部器件较多，且需要自制高频开关变压器，性能无法保证；LM2596 芯片作为DC-DC 模块的主器件，具有可靠，稳定的性能，改变外部电阻可以较好的控制，所以采用第二种方案。
1.3.2分流方案选择方案一：我们分别采用两片 TL494 来为两路电源提供 PWM，当两路并联时，利用其中一片TL494 的一个内部误差放大器对电压进行调节，使其输出稳定在 8V。
利用两片高精度差动放大器 INA133 对两路电源的电流进行取样，将取样电压分别送入另一片 TL494 的一个内部误差放大器的正负输入端，通过两片 TL494 的内部误差放大器进行电流电压复合负反馈，从而进行稳压并实现均流。
为了电路工作稳定，使误差放大器工作在闭环状态，此时通过调整误差放大器的放大倍数即可调节均流精度，但由于误差放大器的放大倍数有限，只能近似实现均流。
方案二: 最大电流均流法。
本方案采用负载共享控制器 UCC29002 实现。
在DC-DC 模块正常工作时，将两路UCC29002 的均流母线连接，此时 UCC29002将会自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源。