#開關電源模塊并聯供電系統摘要：本設計的開關電源由DC—DC變換網絡和電流比例控制部分組成。DC/DC變換器包含了開關電源中的開關器件、儲能器件、脈沖變壓器、濾波器、輸出整流器等所有功率器件和控制模塊，而控制模塊的設計又是DC/DC的核心，這里使用PWM調制的專用芯片UC3842來實現DC/DC變換的控制模塊。為了使兩路輸出模塊電流達到要求的比例，采用了單片機AT89S52控制相應的繼電器方法來實現，此外,還采用液晶顯示和按鍵來輔助測試。關鍵字:DC-DC變換器關鍵字:DC-DC變換器均流Abstract：ThisswitchpowerconsistsofDC-DCtransformnetworkandcurrentproportionalcontrolmodule.TheDC-DCconvertercontainsallrectifiercontrolmoduleintheswitchpowersupply,suchasswitchdevice,energystoragedevices,pulsetransformerfilter.ThedesignofthecontrolmoduleisDC-DCcore,PWMmodulationASICtheUC3842isavailabletocontrolDC/DCtransformationmodule.Inordertomakethetwobranchesofoutputmoduletoachieveproportionofthecurrentrequirements,AT89S52isadoptedtocontrolcorrespondingrelays.Inaddition,theLCDscreenandbuttonareusedtomaketestmoreauxiliaryandintuitive.Keyword：DC-DCconvertercurrent-sharing

系統方案比較與選擇1.1DC/DC變換器方案一：采用如圖1所示的buck電路進行DC-DC變換。圖中S截止電源通過電感向負載傳送能量，同時電感充電存儲能量在電感未飽和前，電流近似線性增加；而開關S截止時，S導通，電感釋放能量，保持負載電壓方向不變。其輸出電壓與輸入電壓的關系比是：Vt=DV.其中V.為輸入電壓，Vt為輸出電壓，outin。inoutD為控制開關的占空比。為了使負載持續且脈動小，電感值需要較大。1丘丄.心=J-圖1buck電路方案二：采用電流控制型脈寬調制芯片UC3842構成開關電源。管腳數量少，外圍電路簡單，價格低廉。電壓調整率很好。負載調整率明顯改善。頻率特性好，穩定幅度大，具有過流和欠壓鎖定功能。綜上比較，基于對電路結構和效率和實現難度的考慮，選擇方案二。理論分析與計算2.1變換器穩壓方法UC3842典型應用如圖2，該電路主要由橋式整流電路，高頻變壓器，MOS功率管以及電流型脈寬調制芯片UC3842構成。其主要工作原理為：220V的交流電經過橋式整流濾波電路后，得到一個直流電壓，此直流電壓被MOS功率管斬波并通過高頻變壓器降壓，變成矩形波電壓，在經過輸出整流濾波，就得到了穩定的直流輸出電壓，其中高頻變壓器的自饋線圈N2中感應的直流電壓被反饋到UC3842內部的誤差放大器（2腳）和基準電壓比較得到誤差電壓Ur，同時在取樣電阻上建立的直流電壓也被反饋到UC3842電流測定比較器的同相輸入端，這個檢測電壓和誤差電壓Ur相比，產生脈沖寬度可調的驅動信號，使輸出的電感峰值電流跟著誤差電壓的變化而變化，從而使輸出固定的數值。GNDGND圖2UC3842典型應用電流電壓檢測電流檢測電路的實現方法主要有兩類：電阻檢測和電流互感器檢測。電阻檢測需要串入電阻會影響輸出電壓，致使輸出電壓不穩定。均流方法：泄流法額定功率下輸出電流為2A，每個支路的電流為1A，要求輸出電流為1A，就需要每個模塊的支路通過電阻泄掉0.5A的電流。同樣的原理使輸出電流滿足1.5A。過流保護UC3842的過流保護功能是通過3腳實現的。當3腳上檢測的電壓高于1V時，就會使UC3842內部的比較器翻轉，將PWM鎖存器置零，使脈沖調制器處于關閉狀態，從而實現了電路的過流保護。由于檢測電阻能感應出峰值電感電流，所以自然形成逐個脈沖限流電路，只要檢測電阻上的電平達到1V脈寬調制器立即關閉，因此這種峰值電感電流檢測技術可以精確限制輸出的最大電流，使得開關電源中的磁性元件和功率元件不必設計較大的裕量，就能保證穩壓電源的工作可靠。電路設計3.1主電路脈寬調制電路如圖3,1腳是補償端，外界電容元件以補償誤差放大器的頻率特性。2腳是反饋端，將取樣電壓加至誤差放大器的反向輸入端，再與同相輸入端的基準電壓進行比較，輸出誤差控制電壓。3腳接過流檢測電阻，組成過流保護電路。內部基準電壓為5V。輸入電壓W30V，輸出電壓取決于高頻變壓器的變壓比。UC3842得到啟動電壓后即開始工作，輸出一定寬度的脈沖控制驅動功率管的導通和截止。由繞組n2獲得的高頻電壓后整流濾波后作為的工作電源，同時采樣電壓也取自這個繞組的電壓。從而省去了光電耦合的負反饋控制電路，使電路更加簡潔。20kQ和100pF是定時電阻和電容，振蕩器的震蕩頻率大約為1.72/RtxCt=36kHz。開關功率管可選擇高頻特性好，低內阻的場效應晶體管，采用IRFP450，其Vdss=5°°V，Rds<0.4q，最大漏極電流14A。同時，功率管上應安裝合適的散熱器。二極管應選用高頻特性好的快恢復二極管FRD07。濾波電容的容量根據電源的輸出功率而定，這里選用22uF電容。屮clixjke??——IH4007msv-r1IH4007msv-r1二1M4007圖4輸入電路圖輸入回路圖如圖4,輸入回路接入扼流圈，一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發出電磁干擾，避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。電解電容起濾波作用。■:-vr.?K-<■:-vr.?K-<圖5輸出回路輸出電路如圖5，輸出接入大電容利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相應比較穩定的直流電壓。后邊小電容的作用，由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故接入小電容以濾除高頻及脈沖干擾。測控電路原理圖液晶顯示鍵盤輸入單片機電平邏輯執行部件鍵盤輸入單片機電平邏輯執行部件圖6測控電路原理圖將8255與單片機直接接口控制三極管基極，使三極管處于飽和的狀態，進而繼電器得電，切換導通狀態，將泄流電阻接入電路，進行泄流。巒；；；；；；；；；；；-01運遵制口：咅:：：：:2N2219圖7單片機控制原理圖8255是可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設連接時的擴展接口電路。8255作為主機與外設的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數據線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設連接的接口A、B、C口。由于8255可編程，所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內部結構分為3個部分：與CPU連接部分、與外設連接部分、控制部分。A組—CA另組A組—CA另組VccCSAi%D廠％RESETRDWR圖88255編程模型測試結果按照題目的要求，對所設計的系統進行了逐項測試，測試結果如表1所示表1測試結果序號測試情況效率計算1組輸入電壓：24V輸入電流：1.6A68.4%輸出電壓：7.8V輸出電流：3.4A2組輸入電壓：24V輸入電流：1.64V67.37%輸出電壓：7.8V輸出電流：3.4V3組輸入電壓：24V輸入電流：1.6V68.25%輸出電壓：7.8V輸出電流：3.36V參考文獻全國大學生電子設計競賽獲獎作品選集?北京：北京理工大學出版社2007,2008.王兆安,劉進軍.電力電子技術.北京:機械工業出版社,2009.⑶何橋?單片機原理及應用.北京：中國鐵道出版，2008.[4]高吉祥.2009年全國大學生設計競賽試題剖析