摘要：文章选用单片机SPCE061A为主控芯片，以开关电源芯片TD1507为中心，运用主从均流操控技能完成两路稳压电源构成的并联供电体系。体系可经过高精度运放OP07的动态调理完成主动均流。此外，体系具有负载短路维护及主动康复功用、负载温度检测与散热功用和液晶实时显现功用。
关键词：开关电源;主从操控;并联供电;大功率电源;DC/DC
0 导言
跟着电力电子技能的开展，开关电源的应用领域日益广泛。开关电源是运用现代电力电子技能，操控开关管注册和关断的时刻比率，保持安稳输出电压的一种电源，直流开关电源的中心是DC/DC转化器。开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)操控IC和MOSFET构成。在大功率开关电源中，一般选用多个单元并联获取大电流的办法获取大功率。
1 体系计划证明
体系选用两个开关电源单元并联的计划完成两路并联供电体系，两路模块的额外功率均为16W，输出电压为8V。其框图如图1所示。
1.1 DC/DC改换电路计划
计划一：LM2596开关电压调理器
LM2596开关电压调理器是降压型电源办理单片集成电路，能够输出3A驱动电流，一起具有很好的线性和负载调理特性。该器材内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz，与低频开关调理器相比较，能够运用较小标准的滤波元件。
计划二：TD1507降压转化器
该器材是一个易于运用的可调降压开关办法稳压器。它供给了一个可调输出版别，是驱动负载才能为2.5A输出电压在1.23V到34V之间可调的超卓线路负载调理器。降压电路对外部组件数量要求低，稳压器运用简略，包含内部频率补偿功用，和固定频率振荡器。
计划二外围电路少，易于操控和完成，稳压效果好，所以选用该计划。
1.2 电流电压检测与过流维护计划
本体系选用直测式霍尔电流传感器，检测经过负载的电流，并经过电压改换电路反应给单片机，单片机经过A/D转化判别电流规模，然后确认并联DC/DC模块的输出电流比。当检测到电流信号超越设定安全值时，整个体系被堵截，以到达确保体系安全效果。
霍尔电流传感器作业原理如图2所示，原边电流Ip发生的磁通量集合在磁路中，并由霍尔器材检测出霍尔电压信号，经过扩大器扩大，该电压信号可精确地反映原边电流。经过单片机A/D转化，与设定值比较后可判别体系作业办法，并判别是否过流。
1. 3 均流计划
计划一：斜率法
斜率法是最简略的一种均流办法，其原理是运用电流反应信号或许直接输出串联电阻，改动模块单元的输出电阻，使外特性的斜率趋于共同，然后到达均流。斜率法的均流精度取决于各模块的电压参考值、外特性曲线均匀斜率及各模块外特性的差异程度。但此计划在小电流时效果较差，跟着负载的添加均流效果会有所改善。该法只合适应用于均流精度大于或等于10%的场合，很难到达5%的均流效果。
计划二：主从均流法
主从法的均流思维是在并联体系中人为指定一个模块为主模块，直接接到均流母线，其他的为从模块，从母线上获取均流信号。主模块作业于电压源办法，从模块的差错电压扩大器接成跟从器的办法，作业于电流源办法。因为体系在一致的差错电压下调整，模块的输出电流与差错电压成正比，所以不论负载电流怎么改变，各模块的电流总是持平的。选用这种办法，精度很高，操控结构简略，模块问边线较少，易于扩展为多路。
关于本体系中的两个电源都选用DC/DC芯片规划，体系的不确认要素少，可靠性高;又主从均流法精确度很高，规划简略，成本低，所以选用计划二。
如图3所示，当两路并联运用时，电路分为主从两路，经过电流反应操控技能完成主动均流。运用精细采样电阻采样各路电流，再用高精度低失调电压的精细运放集成电路OP07进行扩大。将主路仪放输出端送到运放的同向端，从路仪放输出端送到运放的反向端，运放的输出端反应从路反应脚经过仪放扩大，运放比较、反应完成主动均流。本电路是对各电流进行比较，所以即便负载改变也能完成均流。
2 电路规划
2.1 主电路
体系主控模块选用凌阳的SPCE061A单片机。它功耗低，超小型，成本低，功用完好，十分适用于便携式外表和就地式显现操控外表，在国内越来越遭到用户的注重和广泛应用。在本体系中，充沛运用了该单片机的A/D、D/A转化功用、配套液晶模组并规划了人机交互界面，体系主电路如图4所示。
2.2 DC/DC转化电路
本体系中运用了TD系列开关电源芯片TD1507，电路如图5所示。TD1507可将输出电压安稳在1.23V到43V接连可调。本体系顶用此模块将前端电压转化为8V安稳电源。两路中元件应尽量相同，续流二极管选用低压降肖特基二极管。
图中电感计算公式为：
公式中Kind=0.2，Fsw=500KHZ是开关电源的作业频率。这儿电感起储能效果，电感量不能太小，太小会引起电感的磁饱合;电感量太大时电感上会有很大的铜损和铁损，波纹峰-峰值计算公式为：
2.3 测控电路
2.3.1 电流电压检测及过流维护电路
本体系选用直测式霍尔电流传感器ACS712检测经过负载的总电流，并经过电压改换电路反应给单片机，单片机经过A/D转化判别电流规模，然后确认并联 DC/DC模块的输出电流份额。当检测到电流信号超越设定安全阀值时，整个体系将被堵截，以到达确保整个体系安全作业。霍尔元件作业原理图如图6所示。
2.3.2 温度检测操控电路
充沛考虑到大功率负载在作业进程中会发生很多热量，如不及时散热，或许影响体系功用乃至导致体系瘫痪。咱们规划了温度检测与操控电路。及时检测负载周围空气温度，将温度信息反应给单片机处理。当体系过热时及时散热保障体系功用。
温度操控体系由温度传感器DS18B20、继电器和直流电扇组成，如图7所示。DS18B20接到单片机的一个I/O口上，因为单总线为开漏，所以需外接 10K的上拉电阻。DS18B20收到单片机发送的时序指令就将采样到的温度信号发送给单片机处理。当单片机检测到温度超越安全值时，与继电器相连的引脚输出高电平驱动电磁继电器使直流电扇通电，开端散热。
3 软件流程图
本体系软件选用模块化规划思维，主要有三个模块：操作模块、液晶显现模块、键盘模块。主流程图如图8所示。
4 总结
在额外输出功率状态下，体系输出直流电压安稳在8V±0.4V;两路电源并联供电，在各电流份额作业状态下，每个模块的输出电流的相对差错绝对值小于 5%。在额外输出功率状态下，供电体系的功率大于60%。具有负载短路维护及主动康复功用，维护阀值电流为4.5A。体系具有负载温度检测与散热体系和液晶实时显现电流、负载温度、和电流分配办法等功用。
