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主要采用三极管NECB772C、集成运放LM358以及AVR单片机ATmega16实现开关电源模块并联供电系统。系统通过单片机控制两个并联供电模块，实现恒压输出与比例可控的两路恒流输出。单片机的整个控制方式采用先恒压再恒流的方式，并根据采集数据实现两路模块电流按比例自动分配。因此，该系统具有响应速度快，控制方便，算法简单，性价比高，系统效率高、工作稳定可靠等优点。关键词：开关电源恒压恒流比例可控Abstract:Thepapermainlydesignsapowers

2、upplysystemwithswitchingpowersupplymodulesinparallel,adoptingtransistorNECB772C,integratedoperationalamplifierLM358andtheAVRmicrocontrollerATmega16.Inordertooutputconstantvoltageandtwostreamsofration-controllableconstantcurrent,thesystememploysSCMtocont

3、roltwopowersupplymodulesinparallel.TheSCMcontrolmodeadoptsconstantvoltageatfirstandthenturnstoconstantcurrent,withthetwostreamsofmodulecurrentallocatingautomaticallyaccordingtotheratio.Therefore,thesystemhasmanyadvantages,suchasfastresponse,easycontrol,

4、simplealgorithm,highperformancecostration,efficientsystem,aswellasstableandreliableoperation.Keyword:switchingpower;constantcurrent;constantvoltage;ration-controllable1整机与各模块方案论证与选择1.1整机方案论证与选择方案一：电路原理框图如图1所示，该图的本质是用开关电源调压，模拟恒流源调流：则用两路开关电源将24V电压降到8+（2～3

5、）伏电压处，用模拟恒流源比例调控输出电流，并耗散掉这多余的2到3V电压对应电能，实现选题的要求。优点技术成熟，风险很小。缺点：效率不高，尤其是高功率输出与大比例电流调控间矛盾尖锐；其本身不适合当今电源集成化数字化以及低碳环保的理念。而且我们总感觉这种方案与题设所希望实现的开关调压数字调流题意总有一段距离。方案二：电路原理框图如图2所示，采用标准的开关电源控制芯片LM3485,在典型电路基础上，沿袭原来的电压反馈环节，断开其电流反馈回路，强势插入电流比例调控。实现比例调流。本质是给脉宽调制器人为过流“虚

6、警”来生硬切割输出电流实现强硬分配。优点：电路成熟，可实现性更好，效率优于方案一。缺点：开关电源控制芯片和外加的电流比例调控之间成异步的干预方式运行，本身降低了LM3485自身的开关稳压能力，另外此方案本身也背离了题设要求的禁直接引用开关电源模块的公平竞赛原则。方案三：电路原理框图如图3所示，此方案主要采用三极管NECB772C、集成运放LM358以及AVR单片机ATmega16实现了开关电源模块并联供电系统。通过单片机控制两个并联供电模块，实现恒压输出与比例可控的两路恒流输出。单片机的整个控制方式采

7、用先恒压再恒流的方式，即根据要求先控制两路模块的电压，达到总电压恒定输出，再实时采集两路电压、电流数据，根据采集数据控制两路模块电流按比例自动分配，同时方便液晶显示。为了提高输出值得精度，在取样电阻的选择、差分放大器的使用、恒流源控制管的选择、ATmega16单片机基准电压的选择等都作了详细的理论分析与论证，结果表明恒流源的输出可以达到精度要求。该系统具有响应速度快，控制方便，算法简单，性价比高，系统效率高、工作稳定可靠等优点。鉴于上面分析，本设计整机方案采用方案三。1.2各模块方案论证与选择1.2.

8、1DC/DC开关管的选择方案一：采用MOSFET作为开关管MOFFET管在导通的过程中会有损耗，称为导通损耗，导通时像可变电阻，并随温度的变化而显著变化。会影响到供电系统的效率。方案二：采用B772作为开关管三极管可以像MOS管一样实现开关功能，经验证三极管B772的开关速度高于MOSFET管。并且导通损耗低于MOSFET。鉴于上面分析，本设计采用方案三。1.2.2单片机基准电压方案选择方案一：采用内部基准电压ATmega16片内设置了一个标称值为2.5