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文檔簡介

1、譯文:平行開關電源設計組件系統的研究摘要:電源設計系統由一些平行電源組件組成,如何實現平行組件穩定的電壓分流是電源設計的一項最重要的問題。本篇論文研究重點在于雙向閉合回路控制系統,它起著重要的作用,比如,系統結構式簡易的,系統操作是穩定的,我們就可以暫時性的控制固定值以及它的完全實際性。系統的硬件部分是由抗壓的開關電源設計,主要電路,控制電路,保護電路等部件組成的。本篇論文重心在于主從控制。運用TL494作為控制核心建立PWM波伏,以及使用下降的DC/DC開關電源,它有著最高效的作業效率去創建穩定的8伏輸出,TL494的內部的錯誤擴大器能夠生效雙向的閉合回路(外環電壓,內環電流),接著,我們就

2、可以實現電流分布。我們可以調節參考電壓來改變具體的分布比例。而且,本論文討論的是基本原理以及介紹實施方案。關鍵詞-平行電源組件;DC/DC下降系統;PWM控制;電流分布1. 介紹 最近,因為高效的作業效率,容量小,重量輕,開關電源組件發展快速。目前,PWM是開關電源操作的控制方式。控制電路的操作是轉變整個機器操作的核心。有時,一些系統理應平行的構成開關電源組件,這樣就可以獲得更多的容量和更高的可信性。為了使平行工作的更可信賴的,最重要的解決穩定電壓分路。當輸入和輸出數據改變的時候,一個電壓組件應該裝備自我調節的功能。這意味著主要電路應該穩定地輸出電壓和電流,控制電路應該檢測到輸入和輸出電流,比

3、較檢測值和參考值,然后得出錯誤值。計算過錯誤值之后,我們可以控制主要電路,使輸出值無限地接近參考值。最后實現穩定輸出。平行電源組件系統的問題如果我們想要平衡規定的電源組件,我們需要解決如何平均電流負荷。總的來說,如果不采取任何措施,電源組件直接被平衡,電流負荷將不會被平等地均分。主要原因如下:1. 單元組件電壓不會完全的穩定。2. 不同單元組件的I-V輸出特點曲線并不都相似,這意味著不同的電源組件的電池內阻也并不相似。3. 系統內阻包括接觸電阻和電線電阻也是不同的。當系統與DC控制電源組件平衡,抽樣點的反饋總是設定在單元組件或者引線端子的輸出終端。以及如果我們平衡DC控制電源組件,抽樣點的反饋

4、電壓不是單一電源電壓而是幾個電源組件的混合電壓。這一現象會加大輸出電壓和平行電源組件間的不同。二、系統原理和硬件電路的分析A.使用TL494作為開關電源組件的控制值1.閉合回路DC/DC下降的開關電源組件由一些簡易的外部的電路和TL494芯片構成,它由PWM控制著。系統圖展示如下:2.DC/DC下降的電路平衡系統:DC/DC下降電路平衡系統展示在表格2中。明顯地,接口2是參考電壓的輸入接口。圖1圖2我們選擇低電源MOS IRF9540作為開關管。主要的限制參數是Vdss=100v;Id=-23A;Rds=0.117歐。這些數據可以保證電路正常操作。感應參數值L1可以根據公式1-1來計算:L=在

5、這個公式中,Vin=24v,Vout=8v,Vds=1.6v,Ton=23.75us(輸入頻率是40赫茲)根據這個公式,我們可以計算出Iomax=85.5uF.但是根據實際,當L=123uF,C5=100Uf,電源效率達到最高值。B.主要電路原理分析PWM電線是通過TL494建立的,以及電線控制MOS的開關。MOS是被PWM電線控制的,PWM的占空因數是D。通過L和C過濾器,然后在電阻R里獲得穩定直接的電流輸出電壓。平行的兩個DC/DC模塊獲得主要的電路。主要電路展示在圖表3中:C控制電路分析TL494創建了PWM線路,控制著開關管的向導。Ct=102,Rt=24K F=44KHZ, 是TL4

6、94接地的第十三接口。使用單一接口輸出,試著減少芯片的內部能量消耗。傾銷感應值可以通過公式1-2來計算:L=D. 檢測電路的分析檢測電路線路前段電壓來控制閉合線路電流。電阻輸出電壓反饋控制著閉合線路電壓,電壓集中在8伏,根據實際情況來調節電流。III 設計方案和原理A. 是DC/DC拓撲學結構的選擇方案1:平行的開關結構。平行結構原理和一系列原理是相似的。但是平行電路是遞升的,當開關打開,感應器儲存能量,當開關關閉,感應器輸出能量。這是升高的線路,方案展示在圖表4:方案2:一系列的開關結構。開關管子V1被PWM線路控制著。轉換開關打開和關閉,通過L和C過濾器在電阻R里獲得穩定直接的電流輸出電壓

7、。這個電路是個加快的線路,方案展示在圖表5:這一電路目標在于把24伏輸入電壓降到8伏輸出電壓。因此,我們選擇加快的線路。DC/DC平行電路的實際電路方案展示在圖表6中。B. 控制方式的選擇方案1:MCU創建了PWM線路,它控制著打開和關閉開關。基于A/D之后的電壓反饋改變占空比,使輸出電壓更加接近設定值。電流負荷最終輸入MCU。當電壓上升到固定值,關閉開關管,線路處在電流保護中。這一方案以軟件為基礎,所以算法困難,速度緩慢。輸出電壓的穩定性并不好。總而言之,這一線路很難自我恢復。方案2:直接使用PWM控制器,芯片可以來回拉伸或者單一結束輸出。頻率在1到300KHZ,輸出電壓可以達到40伏,包括

8、5伏的參考電壓。輸出接口的沖洗電流可以達到200毫安,驅動能力相對較高。在這一芯片中,有兩個內部錯誤比較儀,一個是電壓比較儀,另一個是電流比較儀。我們可以設置電壓比較儀接近作為閉合回路控制,速度很快。比較這兩項方案,由于相對簡單的結構,速度快,很好的穩定性,我們最終選擇方案2。PWM線路總體圖表方案展示在表7中:C. 平均電流系統的選擇方案1:改變單元輸出電阻。設定Uo作為固定值,改變斜度,設定斜度作為固定值,改變輸出電壓。方案2:主從控制方式雙向的回路控制系統由外部回路電壓和內部回路電流組成。它意味著電壓控制著電流源頭。作為電阻和完全電流不改變,如果我們改變一項分支電流,其他幾項也會改變的。

9、所以這項方案能夠實現電流可調節性。D. 最終系統方案總結以上的各項討論,我們獲得最終系統方案,如圖表8: IV.比較測試后的方案 在路上總的IO采樣銅絲電壓。發送的值對A/D芯片和計算電流。基于樣本的耐抗性值和通過單片機的對應的電壓。采用TL494電壓閉環環路檢測電壓。比較參考電壓與輸出端口的反饋電壓,我們可以調整占空比讓輸出電壓接近8V的檢測方案。方法如圖所示。使用電流表A1,A2檢測電流I1,I2,和電壓表是用來檢測輸出電壓U0 V的測試結果 在數字萬用表接入直流/直流,這當前日期是在與數字萬用表的訪問后,直流/直流數據I0他們都是直流電流。相應的電壓的UIN和u0可以顯示在示波器。測試結

10、果顯示在表1。從上面的圖,我們可以得到直流輸出電源電壓模塊額定系統輸出功率都16W。在這種情況下,效率供應系統= 78%。兩個模塊和輸出當前IO = 1A。兩個輸出電流I1 I2 = 0.49a比例:0.51a1:1;當總和兩個模塊的輸出電流IO= 1.5A,兩個輸出電流I1 I2 = 0.5A的比率:1.01a1:2;當總和兩個模塊的輸出電流I0 = 3.5A,比兩個輸出電流I1 I2 =:1.51a:2.04a3:4。當總和兩個模塊的輸出電流為5A的IO,兩個輸出電流I1

11、比:I2 = 2.00a:2.01a1;2模塊的輸出電流基于固定比例自動范圍從0.5A的 2a,每一個模塊的絕對值相對誤差小于2%。六、結論電源系統由幾個平行的電源模塊,如何實現穩定的電壓并聯的并行模塊的一個最重要的問題電源設計。本文主要論述基本原理和并聯開關電源的實現方案供應。最后,我們設計了一個供應系統與兩個DC/DC模塊。額定輸出功率與輸出電壓每一個模塊16W和8V的。我們選擇雙閉環閉環控制系統,實現穩壓分流。使用TL494作為控制核心,產生PWM波,并使用降壓直流/直流開關具有最高功率控制效率,創造穩定的8V輸出。內部的TL494誤差放大器能夠實現雙閉環(外環的電壓,電流內環)然后我們就可以實現電流分布。試驗結果表明這樣,輸出額定功率的情況下,效率電源系統是相對高。兩個模塊的輸出基于固定比例自動范圍從 2A電流0.5A,每一個模塊的相對誤差的絕對值小于超過2%。此外,該并聯系統有很多優勢。如系統的結構是很容易的,該系統性能穩定,這是完全實用性。參考文獻【1】羅節,謝姊妹。電子電路設計。實驗測試(第四版)M.。北京:電子工業出版社

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