论文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张旭阳I,高云彪I,裴超I,吴东亚I1辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛（125105）E-mail：zxyl083604729@163.com摘要：本设计采用ATMEGA16单片机为主要控制器。采用BUCK降压电路和DC/DC并联模块，设置了对电流电压的采样模块，实时对电压电流检测，并反馈给控制器，应用PID控制算法，PWM控制电力二极管的通断，实现在可变负载情况下保持输出电压电流稳定。该设计还添加了显示模块，通过LCD液晶显示屏对电流电压数值进行显示，具有较好人机界面，方便对

2、该供电系统的测试和调试。关键词：单片机；并联供电；PID中图分类号：：TP2771.引言随着电源技术的发展，采用多台开关电源并联运行实现大功率电源系统是目前电源技术的发展方向之一。并联运行是电源产品大容量化的一个有效方案，并联系统対扩大系统供电容量，提高供电系统的可靠性具有重要意义。多台电源并联构成的大功率电源系统，应象单台电源一样，在输入总线和输出负载变化的情况下，除系统的输出电压等电特性始终保持稳定不变外，还须能长时期、无故障地可靠运行。在并联多相DC/DC变换器中，各模块承受电流应自动平衡。本论文设计的开关电

3、源并联模块控制系统，成本低廉，能直观的观察控制效果，完成系统的调试任务，快捷的验证控制理论算法的正确和否。2.系统整体组成系统采用ATMEGA16单片机作为控制核心。控制芯片主要用来控制MOSFET的导通与关断，以及电压，电流信号的采集，误差信号的计算，输出电压电流的液晶显示，以及两个DC/DC模块并联实现均流效果。DC/DC模块采用BUCK降压电路⑴。图I控制系统方案3单元电路设计3.1DC/DC降压电路DC/DC并联系统是由两台可独立运行的DC/DC电源模块并联给负载供电，两路电源模块并联共同给负载供电。单个D

4、C/DC电源模块具有独立的电源输入，rtlBUCK降压电路，滤波电路，均衡电抗器等组成。每个电源模块都有各自的电压，电流反馈环，以实现模块负载电流跟踪与校正，且模块的给定电流是由控制模块提供的。3.2控制电路ATMEL公司的AVR单片机具有高可靠性、功能强、高速度、编程灵活，自由度大,电源抗干扰性强等特点，软件编程可实现各种算法和逻辑控制。英内部集成了AD、DA模数转换器；PWM、SPI等通信口及丰富的中断源，并且它的功耗低、成本低，实物的硬件布线比较简单，与51单片机、PIC单片机相比运行效率高很多、芯片内部的F

5、lash、EEPROM、SRAM容量较大且全部支持在线编程烧写。控制模块采用ATmegal6,利用ATmegal6屮的寄存器来产生PWM波，同时控制液晶显示，输出电流电压值。通过调节占空比来控制电压幅值的人小。单片机通过对电压电流的采集通过软件程序进行PID算法，控制电流电压稳定输出。单片机PD3,PD4端口为PWM波形输出端。PCO,PC1分别为电压和电流的采集端口。控制模块输入采样检测电路的负载电流（总电流）与总电流给定进行比较，并进行输入信号的一阶微分前馈处理，由于各电源模块的电流给定并通过CPU并口传送给每

6、个电源模块，rfl于各电源模块同时从并口线上获得给定电流信号，因此各电源模块的给定电流相同。根据电流反馈闭环控制规律，每个模块的输出电流跟踪给定电流变化，也几乎相同，可以基本实现并联系统的均流，使并联系统的每个模块尽量做到均衡地给负载供电。3.3显示模块显示电路采用液晶LCD1602o它是一种字符型液晶模块，是一种用5X7点阵图形来显示字符的16X2点阵液晶显示器。其特点是：亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定。LCD1602与单片机接口采用串行方式控制。显示电路如下图所示，是使

7、用LCD1602液晶显示屏显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，显示位数多，显示比较清晰，而且又可进行菜单显示，段码从PB口输UK在本设计中LCD1602主要用来显示电压值的大小。在木设计屮利用ATmegal6中自带的AD转换器来测量电压，从而在液晶显示屏上输岀电压，电流的变化⑸。VGC■■234567卫910151617181920(XCK/10)PB0PAttADO))(Tl)PBlPAl(ADCl)(IN12/AIN0)PB2PA2(ADC2)(OCIF八1NO)PB3PA3(ADC3)PBKSS)P

8、A4(ADC4)(MOSI)PB5PA5(ADC5)(MISO)PB6PMADCL)(SCK)PB7PA7(ADC7)RESETAREFVCCGNDGNDAVGCXIAL2PC7(1O9C2)XTAL1PO5(TOyCl)(RXD)PD0rami)(TXD)PDIPGKTDO)(INTO)PD2PC3(1W)(INI】)PD3PC2('ItK)(OC1B)P