平行开关电源设计组件系统的研究

1、译文：平行开关电源设计组件系统的研究摘要：电源设计系统由一些平行电源组件组成，如何实现平行组件稳定的电压分流是电源设计的一项最重要的问题。本篇论文研究重点在于双向闭合回路控制系统，它起着重要的作用，比如，系统结构式简易的，系统操作是稳定的，我们就可以暂时性的控制固定值以及它的完全实际性。系统的硬件部分是由抗压的开关电源设计，主要电路，控制电路，保护电路等部件组成的。本篇论文重心在于主从控制。运用TL494作为控制核心建立PWM波伏，以及使用下降的DC/DC开关电源，它有着最高效的作业效率去创建稳定的8伏输出，TL494的内部的错误扩大器能够生效双向的闭合回路（外环电压，内环电流），接着，我们就

2、可以实现电流分布。我们可以调节参考电压来改变具体的分布比例。而且，本论文讨论的是基本原理以及介绍实施方案。关键词-平行电源组件；DC/DC下降系统；PWM控制；电流分布1. 介绍 最近，因为高效的作业效率，容量小，重量轻，开关电源组件发展快速。目前，PWM是开关电源操作的控制方式。控制电路的操作是转变整个机器操作的核心。有时，一些系统理应平行的构成开关电源组件，这样就可以获得更多的容量和更高的可信性。为了使平行工作的更可信赖的，最重要的解决稳定电压分路。当输入和输出数据改变的时候，一个电压组件应该装备自我调节的功能。这意味着主要电路应该稳定地输出电压和电流，控制电路应该检测到输入和输出电流，比

3、较检测值和参考值，然后得出错误值。计算过错误值之后，我们可以控制主要电路，使输出值无限地接近参考值。最后实现稳定输出。平行电源组件系统的问题如果我们想要平衡规定的电源组件，我们需要解决如何平均电流负荷。总的来说，如果不采取任何措施，电源组件直接被平衡，电流负荷将不会被平等地均分。主要原因如下：1. 单元组件电压不会完全的稳定。2. 不同单元组件的I-V输出特点曲线并不都相似，这意味着不同的电源组件的电池内阻也并不相似。3. 系统内阻包括接触电阻和电线电阻也是不同的。当系统与DC控制电源组件平衡，抽样点的反馈总是设定在单元组件或者引线端子的输出终端。以及如果我们平衡DC控制电源组件，抽样点的反馈

4、电压不是单一电源电压而是几个电源组件的混合电压。这一现象会加大输出电压和平行电源组件间的不同。二、系统原理和硬件电路的分析A.使用TL494作为开关电源组件的控制值1.闭合回路DC/DC下降的开关电源组件由一些简易的外部的电路和TL494芯片构成，它由PWM控制着。系统图展示如下：2.DC/DC下降的电路平衡系统：DC/DC下降电路平衡系统展示在表格2中。明显地，接口2是参考电压的输入接口。图1图2我们选择低电源MOS IRF9540作为开关管。主要的限制参数是Vdss=100v;Id=-23A;Rds=0.117欧。这些数据可以保证电路正常操作。感应参数值L1可以根据公式1-1来计算：L=在

5、这个公式中，Vin=24v,Vout=8v,Vds=1.6v,Ton=23.75us(输入频率是40赫兹)根据这个公式，我们可以计算出Iomax=85.5uF.但是根据实际，当L=123uF,C5=100Uf,电源效率达到最高值。B.主要电路原理分析PWM电线是通过TL494建立的，以及电线控制MOS的开关。MOS是被PWM电线控制的，PWM的占空因数是D。通过L和C过滤器，然后在电阻R里获得稳定直接的电流输出电压。平行的两个DC/DC模块获得主要的电路。主要电路展示在图表3中：C控制电路分析TL494创建了PWM线路，控制着开关管的向导。Ct=102,Rt=24K F=44KHZ, 是TL4

6、94接地的第十三接口。使用单一接口输出，试着减少芯片的内部能量消耗。倾销感应值可以通过公式1-2来计算：L=D. 检测电路的分析检测电路线路前段电压来控制闭合线路电流。电阻输出电压反馈控制着闭合线路电压，电压集中在8伏，根据实际情况来调节电流。III 设计方案和原理A. 是DC/DC拓扑学结构的选择方案1：平行的开关结构。平行结构原理和一系列原理是相似的。但是平行电路是递升的，当开关打开，感应器储存能量，当开关关闭，感应器输出能量。这是升高的线路，方案展示在图表4：方案2：一系列的开关结构。开关管子V1被PWM线路控制着。转换开关打开和关闭，通过L和C过滤器在电阻R里获得稳定直接的电流输出电压

7、。这个电路是个加快的线路，方案展示在图表5：这一电路目标在于把24伏输入电压降到8伏输出电压。因此，我们选择加快的线路。DC/DC平行电路的实际电路方案展示在图表6中。B. 控制方式的选择方案1：MCU创建了PWM线路，它控制着打开和关闭开关。基于A/D之后的电压反馈改变占空比，使输出电压更加接近设定值。电流负荷最终输入MCU。当电压上升到固定值，关闭开关管，线路处在电流保护中。这一方案以软件为基础，所以算法困难，速度缓慢。输出电压的稳定性并不好。总而言之，这一线路很难自我恢复。方案2：直接使用PWM控制器，芯片可以来回拉伸或者单一结束输出。频率在1到300KHZ,输出电压可以达到40伏，包括

8、5伏的参考电压。输出接口的冲洗电流可以达到200毫安，驱动能力相对较高。在这一芯片中，有两个内部错误比较仪，一个是电压比较仪，另一个是电流比较仪。我们可以设置电压比较仪接近作为闭合回路控制，速度很快。比较这两项方案，由于相对简单的结构，速度快，很好的稳定性，我们最终选择方案2。PWM线路总体图表方案展示在表7中：C. 平均电流系统的选择方案1：改变单元输出电阻。设定Uo作为固定值，改变斜度，设定斜度作为固定值，改变输出电压。方案2：主从控制方式双向的回路控制系统由外部回路电压和内部回路电流组成。它意味着电压控制着电流源头。作为电阻和完全电流不改变，如果我们改变一项分支电流，其他几项也会改变的。

9、所以这项方案能够实现电流可调节性。D. 最终系统方案总结以上的各项讨论，我们获得最终系统方案，如图表8： IV.比较测试后的方案 在路上总的IO采样铜丝电压。发送的值对A/D芯片和计算电流。基于样本的耐抗性值和通过单片机的对应的电压。采用TL494电压闭环环路检测电压。比较参考电压与输出端口的反馈电压，我们可以调整占空比让输出电压接近8V的检测方案。方法如图所示。使用电流表A1，A2检测电流I1，I2，和电压表是用来检测输出电压U0 V的测试结果 在数字万用表接入直流/直流，这当前日期是在与数字万用表的访问后,直流/直流数据I0他们都是直流电流。相应的电压的UIN和u0可以显示在示波器。测试结

10、果显示在表1。从上面的图，我们可以得到直流输出电源电压模块额定系统输出功率都16W。在这种情况下，效率供应系统= 78%。两个模块和输出当前IO = 1A。两个输出电流I1 I2 = 0.49a比例：0.51a1:1；当总和两个模块的输出电流IO= 1.5A，两个输出电流I1 I2 = 0.5A的比率：1.01a1:2；当总和两个模块的输出电流I0 = 3.5A，比两个输出电流I1 I2 =：1.51a：2.04a3:4。当总和两个模块的输出电流为5A的IO，两个输出电流I1

11、比：I2 = 2.00a：2.01a1；2模块的输出电流基于固定比例自动范围从0.5A的 2a，每一个模块的绝对值相对误差小于2%。六、结论电源系统由几个平行的电源模块，如何实现稳定的电压并联的并行模块的一个最重要的问题电源设计。本文主要论述基本原理和并联开关电源的实现方案供应。最后，我们设计了一个供应系统与两个DC/DC模块。额定输出功率与输出电压每一个模块16W和8V的。我们选择双闭环闭环控制系统，实现稳压分流。使用TL494作为控制核心，产生PWM波，并使用降压直流/直流开关具有最高功率控制效率，创造稳定的8V输出。内部的TL494误差放大器能够实现双闭环（外环的电压，电流内环）然后我们就可以实现电流分布。试验结果表明这样，输出额定功率的情况下，效率电源系统是相对高。两个模块的输出基于固定比例自动范围从 2A电流0.5A，每一个模块的相对误差的绝对值小于超过2%。此外，该并联系统有很多优势。如系统的结构是很容易的，该系统性能稳定，这是完全实用性。参考文献【1】罗节，谢姊妹。电子电路设计。实验测试（第四版）M.。北京：电子工业出版社