开关电源模块并联供电系统

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1、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

2、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15/15目录一．总体方案描述51.总体思路52.系统结构框图53.抗干扰措施5二、方案比较与论证61.DC-DC变换方案62.电流检测方案63.均流控制方案74.单片机控制方案75.控制部分供电方案7三．理论分析与计算81.DC-DC变换82.电流检测83.均流控制电路9四．系统电路设计91.DC-DC变换92.输入输出电流检测电路93.均流控制电路104.控制部分供电电路11五．系统软件设计11六．测试方案与测试结果12七．总体结论13参考文献14附录（图）1515/15一．总体方案描述1.总

3、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。最后，在完成各项功能的同时，为了尽可能的提高电源的效率，在电路结构和器件的选择上尽可能的降低功耗。2.系统结构框图系统框图3.抗干扰措施①电源在接入电路时，为了滤除高频毛刺现象，加一旁路电容。②电路布局时，输入/输出电路相隔距

4、离较大，防止耦合。15/15③反馈电阻尽量靠近运放输入脚，防止反馈回路中分布电容引入反馈回路中的极点，引起自激。④在选择运放的时候尽可能选择单电源的供电，减少电源纹波对电路的影响。⑤在焊接电路时，对于一些易发热的芯片在其周围放置散热片，避免其因温度过高带来其他的干扰。二、方案比较与论证1.DC-DC变换方案常用开关电源DC-DC变换有三种类型，分别为降压型、升压型和反转型，要实现24V-8V变换，应选择降压型，拓扑结构如下：图2-1在对降压型开关电源的分析中，我们着重研究了两种降压型芯片MIC4576和TPS5430,形成了两种方案。方案一：采用MIC4576作

5、为开关电源控制芯片。MIC4576的优点是外围电路简单，开关MOSFET管集成于芯片内部，芯片本身散热少，具有良好的开关控制功能，且输出电流最高可达5A。缺点是开关频率较低，为200KHz，使整个供电系统的效率不能达到较高水平。方案二：采用TI公司生产的TPS5430作为开关电源控制芯片。TPS是一种小功耗，宽电压输入范围的降压型控制芯片，同样将开关MOSFET管集成于芯片内部。输出电流最大可达4A，具有过流保护和热保护功能，开关频率较高，为500KHz，最高供电效率可达95%。比较以上两种方案，在对输出电压和电流要求较高的情况下，我们选择了方案二。2.电流检测

6、方案方案一：15/15在电路中串联一个小电阻，通过测量小电阻两端的电压来计算出电流，但这种做法有一缺点，就是如果要想电流检测的精度做的较高需要提高小电阻的阻值，但这样就必然带来功耗增大的问题，以牺牲效率来换得精度的提高，因此方案一不是最优选择。方案二：我们选用霍尔电流传感器来检测电路中的电流，此方案有以下几个有点：①电流检测可以做到较高的精确度；②由于霍尔电流传感器内部阻抗只有2mΩ，因此功耗较低；③霍尔电流传感器采集电流时是隔离采集，这样就避免了在采集时因电路中的电流过大时而损坏电路，起到了保护电路的作用；因此选择此方案。1.均流控制方案方案一：采用积分电路，

7、在两个电源的输出端各用两个串联的电阻并联在输出端，通过分别取串联电阻的分压分别送入积分电路的两个输入端，积分电路的输出电压送给其中一个电源的控制端，当两个电路的输出电流不相等时，就会使得积分电路的两个输入端有电压差，这时电路便会积分，改变输出电压，从而改变电源的控制电压，使之与另一个电源保持同样的输出电流，但这种方法唯一的不足之处在于只能实现两个恒压源电流的1:1分配关系，无法做到灵活分配两个恒压源电流比例大小，故舍弃。方案二：本方案在方案一的基础上进行改进，将积分电路改为差分放大电路，在两个恒压源的输出端各设置一个差分放大电路，通过在负载两端采用电阻串联分压的

8、方式获得一个分压，分别送