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以AT89C51单片机为中心的高频开关电源并联均流体系规划

模块化是开关电源的发展趋势,并联运行是电源产品大容量化的一个有效方案,可以通过设计N+l冗余电源系统,实现容量扩展。本系统是多台高频开关电源(1000A/15V)智能模块并联,电源单元和监控单元均以A

  模块化是开关电源的发展趋势,并联运转是电源产品大容量化的一个有用计划,能够经过规划N+l冗余电源体系,完结容量扩展。本体系是多台高频开关电源(1000A/15V)智能模块并联,电源单元和监控单元均以AT89C51单片机为中心,电源单元的均流由监控单元来和谐,监控单元既能够与各电源单元通讯,也能够与PC通讯,完结长途监控。

  1 PWM操控电路

  TL494是一种功用优秀的脉宽调制操控器,TL494由5V基准电压、振荡器、差错扩大器、比较器、触发器、输出操控电路、输出晶体管、空载时刻电路构成。其首要引脚的功用为:

  脚1和脚2别离为差错比较扩大器的同相输入端和反相输入端;

  脚15和脚16别离为操控比较扩大器的反相输入端和同相输入端;

  脚3为操控比较扩大器和差错比较扩大器的公共输出端,输出时表现为或输出操控特性,也就是说在两个扩大器中,输出起伏大者起作用;当脚3的电平变高时,TL494送出的驱动脉冲宽度变窄,当脚3电平变低时,驱动脉冲宽度变宽;

  脚4为死区电平操控端,从脚4参加死区操控电压可对驱动脉冲的最大宽度进行操控,使其不超越180°,这样能够维护开关电源电路中的三极管

  振荡器发生的锯齿波送到PWM比较器的反相输入端,脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端,经过PWM比较器进行比较,输出必定宽度的脉冲波。当调宽电压变化时,TL494输出的脉冲宽度也随之改动,然后改动开关管的导通时刻ton,到达调理、安稳输出电压的意图。脉冲调宽电压可由脚3直接送入的电压来操控,也可别离从两个差错扩大器的输入端送入,经过比较、扩大,经阻隔二极管输出到PWM比较器的正相输入端。两个扩大器可独立运用,如别离用于反应稳压和过流维护等,此刻脚3应接RC网络,进步整个电路的安稳性。

  如图1所示,PWM脉冲的占空比有内部差错扩大器EA1来调制,而内部差错扩大器EA2则用来翻开和关断TL494,用于维护操控。脚2和脚15相连,并与公共输出端脚3相连通,因脚3电位固定,所以,TL494驱动脉冲宽度首要由脚1(PWM调整操控端)来操控;脚16是体系维护输入端,体系的过流、过压、欠压、过温等毛病以及稳压或稳流切换时关断信号都是经过脚16来操控。锯齿波发生器守时电容CT=0.01μF,守时电阻RT=3kΩ,其晶振频率fosc==36.6kHz。内部两个输出晶体管集电极(脚8和脚11)接+12V高电平,其发射极(脚9和脚10)别离驱动V1和V2,然后操控S1和S2,S3和S4管轮番导通和封闭。

图1 PWM操控电路

  2 软件介绍

  2.1 电源单元和监控单元的软件

  高频开关电源单元首要有数据收集,电压电流输出给定,键盘和LED显现,毛病处理以及与监控单元RS485通讯等子程序组成。监控单元首要有键盘和液晶显现,EEPROM以及与电源单元和PC机RS485通讯等子程序组成。EEPROM用于寄存作业参数和其他不能丢掉的信息,它选用X5045芯片,X5045有512字节,内在看门狗电路,电源VCC检测和复位电路。

  假如呈现毛病,电源单元当即做出相应处理,并主意向监控单元请求中止,将毛病数据传送给监控单元,监控单元当即调用毛病处理程序,假如毛病严峻将切除毛病电源,并发动备份电源,并且将毛病状况传送给PC机。

  2.2 均流处理程序

  高频开关电源单元将各自的电压和电流发送给监控单元,监控单元接收到各电源单元的电压和电流信息后,立刻进入均流断定处理程序。本程序将依据均流精度的要求,核算出该由哪个电源单元进行怎样的调理以到达均流要求。该程序首要包含下面两个模块:第一个模块首要完结电压的检查作业,发现电源单元电压偏移超越要求,立刻进行相应调理,保证其电压为要求值;第二个模块用于进行均流核算,该模块将找出电流偏移均匀值超越规则要求的电源单元,并进行相应的调理。均流流程图如图2所示。

图2 均流处理流程图

  因为在实践运用中,各电源单元的电压值并非彻底一致,所以本体系对多电源单元并联后的电压有两条要求。

  1)多电源单元并联时,若各电源单元之间的最大电压差错>0.5%,那么并联后的输出电压要求在各电源单元的电压之间;若各电源单元之间的电压差错均<0.5%,那么并联后的输出电压应为各电源单元电压的中心值加0.25%差错。本要求一起统筹了尽量进步稳压精度和避免电压调理过于频频的要求。

  2)并联后的输出电压与任一电源单元作业时的电压之差≤1%(本电源要求稳压精度<1%)。

  若找不到符合要求的电压点,则程序以为彼此并联的电源的电压差错过大,将中止均流调理,并按要求提出正告。

  第二个模块用于对各模块的电流进行均流核算,在本体系中,软件的均流精度定在5%。程序找出大于或小于均匀电流的模块,假如超越了精度规模,程序将设置相应标志位,然后发动通讯程序,告诉相应电源模块发动调理程序。

  3 结语

  现场运转标明,以上RS485通讯程序和均流处理程序彻底符合要求,PWM操控电路操控灵敏,调试便利。因为电源单元呈现毛病时,电源单元将自动请求与监控单元中止,然后大大进步了实时性。电源单元既能够具有独立功用,也能够由监控单元统一管理,多台电源单元并联作业。

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