为了满意大负载功率的要求,电源体系往往需要用若干台开关电源并联[1]供电。并且在实践使用中,常常存在两个并联电源功率不同、不能均匀分摊电流的状况,这就要求功率高的电源模块分管更大的电流的状况。因此有必要采纳一种有用的分流操控计划,以确保整个电源体系的输出电流按各个单元模块的输出才能分管,这样既能充分发挥单元电源模块的输出才能,又能确保每个单元电源的作业可靠性[2]。依据灵敏性需求,将单片机运用于开关电源并联分流操控就显得十分必要。本文在并联电源体系主从设置法均流技能[3-6]的基础上,规划了一种依据单片机的半智能型并联电源体系,其间的单片机模块能够实时监控各模块的分流状况,并经过人机对话端口完成对并联电源体系分流比的恣意可调,极大地拓宽了并联分流开关电源体系的使用场合。
1 体系规划
体系整体规划计划如图1所示。本规划选用主、从作业方式,分别对电压巨细和电流份额进行操控,并进行准确盯梢。其间,主通道对电源输出电压进行稳压操控;从通道确保电流输出份额与体系设定值共同;单片机模块与显现及输入操控端口则完成了体系的半智能化,即分流比可调、各模块电流可实时监控。经过显现及输入操控端口输入份额数据,由单片机发生电流份额调整信号操控从通道电流反应操控电路,然后调整两路PWM信号使两个DC/DC模块输出相应的电流值。主通道电压反应操控电路经过对输出电压采样完成整个体系的稳压,单片机模块经过对体系总电流取样完成对体系总电流的监控,在总电流超出设定规模时及时启动过流维护电路。
1.1 主通道模块规划
主通道模块规划如图2所示。首要由电压取样、比较扩大、PWM调制、驱动及输出电路、低通滤波等环节组成。主通道经过电阻分压取样,将负载样品电压与操控体系发生的基准电压UR进行比较,得到PWM调制差错信号,该信号与规范三角波信号进行比较,构成具有必定占空比的PWM调制信号,该信号经180°裂相后,构成一对PWM信号送入驱动电路来驱动半桥输出级电路。然后经过低通滤波后,输出电压起伏安稳的直流电压。
1.2 从通道模块规划
从通道模块规划如图3所示。为了操控主从通道的电流输出份额,经过霍尔电流传感器对主、从通道输出电流进行采样,并转换成相应的电流样本电压UI1、UI2。UI3与从单片机体系送来的主/从通道电流份额调整电压Uk相乘,对从通道电流进行份额操控,并与主通道电流样品电压UI1进行比较扩大后,送PWM操控体系。
主、从通道的驱动及功率输出部分电路结构完全相同,主通道用来安稳负载电压,而主/从通道电流输出份额由从通道操控,然后简化了反应环路结构,使体系环路操控安稳,电压和电流都具有很高的调整率,操控精度均很高。
1.3 单片机体系规划
单片机体系首要用于显现体系作业状况及要点参数信息,响使用户操控指令。其流程图如图4所示。
首要,单片机体系对体系的总电流进行取样剖析,判别是否满意“主从电流之和低于4.5 A”,若不满意,则再判别其是否满意“主从电流之和是否小于6 A”,满意则将强行依照1:1的分流比输出,避免单路输出功率过大而损坏电源,不然过流维护,主动关断驱动电路。若满意“主从电流之和低于4.5 A”,则读取人机交流渠道输入的输出电流比,体系对该电流比进行剖析,判别其是否满意“主从电流均在0.4 A~3 A之间”,若满意,则体系将依照指定分流比输出;不满意,体系将强行依照1:1的分流比输出。其次,依据单片机的这种分流比操控不光能够实时监控维护电源体系,并且,其“4.5 A”和“0.4 A~3 A”的条件也能够依据实践状况详细设定,具有很大的灵敏性,这是传统的并联均流开关电源体系所不具备的。
1.4 过流维护电路规划
过流维护电路是由单片机进行检测操控。当两路电流之和大于设定的限流值(默认值6 A,可独立设置)时,操控程序主动关断驱动电路,经必定的时间延迟后,主动康复电流检测操控。别的,依据本规划性能指标,用户可恣意设定主从电流份额,但当份额设定不合适或负载发生变化时,存在单路电流超限现象(上限默认值3 A、下限默认值0.4 A,可独立设置)。为确保超限的电流模块正常作业,一起又确保并联供电体系总功率输出不变,单片机在体系总电流输出门限(默认值4.5 A~6 A,可独立设置)规模内,将选用强制1:1输出形式,主从电流份额从头满意要求后,主动康复。
2 试验测验
2.1 分流比设定及分流差错测验
设定分流比分别为1.5:2.5和2.5:1.5,调理负载电阻,读取各电流值,核算分流相对差错,分流电流相对差错为:δi=(Ii实测-Ii理论)/Ii理论。成果如表1所示。
调理负载电阻,使I0安稳在4.008 A,调理分流比,读取各分流值,核算分流相对差错。成果如表2所示。
2.2 测验成果剖析
测验成果表明,在总电流I0>4.5 A且分流输出I1、 I2在0.4 A~3 A之间时,其分流比能够恣意设定,分流差错在5 mA内,分流相对差错小于0.5%,具有较高的精度;当总电流4.5 AI06 A或分流输出I1、I2超出0.4 A~3 A的设定规模时,分流输出将依照1:1的分流比履行;当总电流I0>6 A的上限电流时,体系将关断驱动,经必定的时间延迟后再行检测体系电流值,避免因电流过大而损坏电源,然后达到了体系的维护功用。
本文在并联电源体系主从设置法均流技能的基础上规划了一种依据单片机的半智能型并联电源体系,其间的单片机模块能够实时监控各模块的分流状况,并经过人机对话端口完成对并联电源体系分流比恣意可调,极大地拓宽了并联分流开关电源体系的使用场合,具有很强的实用性。
参考文献
[1] 贤燕华,罗晓曙.并联Buck变换器的滑模变结构均流操控战略[J]. 广西师范大学学报:自然科学版,2009,27(2):17-20.
[2] 包广清,江建中.一种新式开关电源模块均流技能研讨[J].微特电机.2004(2):3-4.
[3] 符赞宣,瞿文龙,张旭. 均匀电流形式DC/DC变换器均流操控办法[J].清华大学学报,2003,43(3):337-340.
[4] 汪彩霞.开关电源并联均流技能[J].科技广场,2005(6):111-113.
[5] 韦聪明,张波.开关电源并联运转及其均流技能[J].2004,26(2):13-15.
[6] 高玉峰,胡旭杰,陈涛,等.开关电源模块并联均流体系的研讨[J].电源体系,2011,35(2):210-212.
[7] 张占松,蔡宣三. 开关电源的原理和规划(第1版)[M].北京:电子工业出版社,1999年.
[8] 叶慧贞,杨兴洲. 新颖开关稳压电源(第1版)[M].北京:国防工业出版社,1999.