2011全国大赛a题开关电源模块并联供电系统2]

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1、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12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MSP430LM2576自动均流Abstract:ADCcurrentsou

2、rcewasintroducedinthispaper.InthisarticleweintroduceatheoryofaDCcurrentsourceandhowtodesign.ThesystemismadeupofMSP430whichplayaroleofmicrocontroller,andLM2576asPowerchip.thesystemisperfectinlargeoutputvoltagerange,highprecision,highstabilityandincurrent-limintingandauto-resume.Keywords:cu

3、rrentsourceMSP430LM2576AutomaticCurrent12目录摘要2一，题目要求4二，方案论证与比较5（一）总体方案论证51.主从法52.平均电流自动均流法53.热应力自动均流法64.最大电流均流法6（二）模块的选择61．单片机模块62，开关电源模块7三，系统设计9（一）总体设计思路9（二）主要电路原理分析与设计91．DC/DC模块92．电流检测模快103．AD模块104．DA模块115.过流保护12四，系统软件设计12（一）软件功能12（二）系统总体框图12五，系统测试方法与测试数据13六，总结13参考文献1312一，题目要求1.基本要求（1）调

4、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、.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）。（5）其他。12二，方案论证与比较（一）总体方案论证根据题目要求，要设计两路直流稳压电源，并联输出，并能够自动

6、实现电路均衡。常见的均流方法有：1.主从法在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从流电源模块，主电源模块工作于电压源方式。而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置，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。2.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

7、。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调，可能达到下限值，引起电源系统故障。3.热应力自动均流法利用监测电源系统中每个电源模块单元的温度来实现均流，使其温度高的模块单元输出电流小，温度低的电源模块输出电流大。4.最大电流均流法这种方法采用一套最大值比较器，每一时刻输出电流最大模块作为主模块其输出电流转化成的电压信号Ui送至均流母线CSB，即CSB上的电压Ub反映的是个电源模块单元中Ui的最大值。各从模块的Ui与Ub比较从而自