开关电源模块设计与其并联均流研究

开关电源模块设计与其并联均流研究

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1、第50卷第5期电力电子技术Vo1.50,No.52016年5月PowerElectronicsMav2016开关电源模块设计及其并联均流研究曾敏,徐超鹏,张艳杰(华南理工大学,机械与汽车工程学院,广东广州510640)摘要:提出了一种基于CAN总线控制的直流软开关电源并联系统,其中电源模块采用加箝位二极管的零电压开关(ZVS)软开关拓扑,并联系统采用基于CAN总线通讯的自动选主主从均流法,控制系统以TMS320F2812型数字信号处理器(DSP)为核心,并采用Bang.Bang+比例积分微分(PID)控制算法。在实验样机中电源模块顺利实现了软开关,箝位二极管有效抑制了输出整流管的电压振

2、荡与尖峰,提高了电源模块的可靠性;基于CAN总线的自动选主算法与均流算法实现了并联系统的自动主从设置,达到了冗余控制的目的,且均流不平衡度小于3%。获得了很好的均流效果。关键字:开关电源;并联均流;软开关中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1000—100X(2016)05—0069—03DesignofSwitchingPowerSupplyModuleandStudyofParallelCurrentSharingZENGMin,XUChao—peng,ZHANGYan-jie(SouthChinaeofTechnology,Guangzhou510640,China)Ab

3、stract:AparallelsystemofDCsoftswitchingpowersupplybasedonCANbustechnologyisdesigned.Zerovoltageswitching(ZVS)softswitchingtopologywithclampingdiodesisusedtodesignpowersupplymodules.AndthemethodofautomaticallychoosingprincipalmodulebasedonCANbustechnologyisimplemented.TMS320F2812distalsignalproce

4、ssor(DSP)isusedasthecontrolcore,Bang—Bangandproportionalintegraldiscrete(PID)arethemaincontrolalgorithms.Anprototypewithtwopowersupplymodulesismadeandtheresultsshowthatthesoftswitchingofpowermodulesissuccessfullyachieved,andthevoltageshocksandpeaksofoutputrectifierdiodesareeffectivelyinhibited.A

5、llofthemshowthereliabilityofthepowersupplymoduleisimproved.Totheparallelsystemtheautomaticmaster—slavesettingsisrealizedandthepurposeofredundancycontrolwithagoodefectofcurrentsharingisachieved.Keywords:switchingpowersupply;parallelcurentsharing;softswitchingFoundationProject:SupportedbyGuangdong

6、ScienceandTechnologyProject(No.2014A010104006)1引言压尖峰与振荡的目的。主从设置均流法设计简单,控制灵活.在并联系统中多被采用,但主模块不能开关电源并联系统利用多模块共同承担负载很好的实现冗余控制,造成系统可靠性不高。这里功率.每个模块只需提供系统功率的1/N。从而功提出基于CAN总线通讯的自动主从设置均流法,率器件承受的热应力和电气应力减小。提高了系主模块自动设置,可实现冗余控制,可靠性高。统可靠性,并能缩短开发周期、降低生产成本【”。开关电源并联系统设计中主要存在两个关键2系统描述与设计问题,即电源模块设计与并联均流控制。软开关技图1为

7、系统结构框图,主要由电源模块和术是开关电源发展的重要方向.但传统移相软开CAN总线组成。关中未考虑输出整流管反向恢复存在的电压尖峰和振荡,这些不利于提高电源效率并影响电源的可靠性,这里采用加箝位二极管的ZVS软开关主电路拓扑[2]。在变换器超前与滞后两桥臂之间反并联两个二极管,达到消除输出整流二极管上电基金项目:广东省科技计划项目(2014A0lO104o06)定稿日期:2015—10—08作者简介:曾敏(1970一),男,江西赣州人,副教授,

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