直流电源均流电路设计与实现毕业论文.doc

直流电源均流电路设计与实现毕业论文 目 录 1 引 言 1 2 总体设计 1 2.1 课题方案的研究 1 2.2 DC-DC转换方法及实现方案的论证与选择 1 2.3系统总体设计 2 3 硬件电路的设计 3 3.1 稳压模块的设计 3 3.1.1 TPS5430的介绍 3 3.1.2 稳压模块原理图 7 3.2 均流芯片的模块设计 7 3.2.1 UCC29002的介绍 7 3.2.2 均流芯片模块设计的实现 10 3.2.3均流芯片的模块设计原理图 11 3.3电流取样模块 12 4.系统的分析与计算 14 4.1 DC-DC转换模块的设计 14 4.2 二极管的选取 14 4.3 输出滤波器 14 4.4 电感的计算 15 4.5输出电容的计算 15 5.硬件电路制作 16 5.1 PCB制作 16 5.2 电路组装 16 6. 系统的调试与性能指标 18 6.1 硬件调试 18 6.2指标测试 19 6.2.1 输入电路的调试 19 6.2.2 效率测试 20 6.2.3输出电流比为I1：I2=1:1时的分流精度测试 21 6.2.4输出电流比为I1：I2=1:2时的分流精度测试 21 7. 结 论 23 参考文献 24 致 谢 25 附录1 实物图 26 附录2 原理图 27 附录3 PCB图 28 1 引 言 随着电力电子技术的不断发展。以及大量电子设备的广泛应用。对大容量、高安全可靠性电源系统的需求日益迫切。受目前半导体开关器件水平的限制，单台大容量电源技术尚不成熟，因此模块化的电源系统应运而生．即多个并联运行的电源模块共同为负载提供电能。 受误差的不可避免性和工艺水平的限制等因素影响，并联运行的各电源模块的参数都会存在差异。致使其外特性不尽相同。带载运行时，会导致输出电流大的电源模块热应力变大。损坏机率上升。可靠性降低。因此。在多电源模块并联运行的电源系统中必须引入有效的负载电流均流控制．防止一台或多台电源模块运行在电流极限值状态。 目前，在并联的电源系统中，实现均流控制常用的技术主要有：输出阻抗法、主从设置法、平均电流均流法、最大电流均流法I引、热应力自动控制法和外加均流控制器均流法等。经过比较，在此选用了最大电流均流法作为所研究的大功率电源模块并联运行时的均流控制策略。并针对均流效果进行了仿真和实验验证。将多个中小功率模块电源并联可以共同承担大功率的输出，组成分布式电源系统。与传统的集中式电源系统相比， 它可以通过改变并联模块的数量来满足负载的大功率要求而无须重新设计电源系统。电源并联运行是电源产品模块化、大容量化的一个有效方法。同时电源N+n 的冗余并联运行模式可以提高电源系统可靠性。由于各单元模块输出电压不完全相同，输出阻抗也不一致，若直接并联，会使其承受不均衡负载， 导致某些电源模块因输出电流偏大而缩短寿命，甚至因过流发生故障，因此必须采取均流措施来均衡各个电源模块的输出电流。 2 总体设计 2.1 课题方案的研究 本系统全部采用TI公司的优质芯片，以较为简单的方案实现了题目的全部功能和要求。 主要表现为： （1）两路独立电源能在通常情况7.5V-9.5V内调整，输出1A以上电流，效率达到85%，纹波小于50mV。 （2）两路进行均流后，在不同负载下（输出电流0～1A），不均流度3%以内。 （3）单路电流超过1.2A，能迅速保护，并会自动尝试负载是否恢复正常。 2.2 DC-DC转换方法及实现方案的论证与选择 方案一：采用MB3759。PWM控制器(MB3759)的反馈通道由电压误差放大器EA、PWM比较器和锁存器及驱动电路组成。管脚1作为直流输出电压的反馈信号，管脚2与芯片输出的参考电压相连，作为误差放大器的参考输入，管脚3输入主电路的电压反馈。 受时钟脉冲触发，功率管开通，电感电流上升到由EA输出决定的门限值时，PWM比较器翻转，锁存器复位，驱动脉冲关断功率管，电感电流下降，直到下一个时钟脉冲到来，锁存器置位，开关管重新开通。输入电压变化时，电感电流的上升斜率变化，输出占空比改变以抑制输入电压的变化，这是一个前馈调节过程，响应极快；负载扰动则是通过EA改变电流门限值进行调节的。MB3759的芯片外围电路如图2-1。 图2-1 MB3759芯片外围电路 方案二：采用TI 公司的集成芯片TPS5430。该芯片内部集成110 mΩ的MOS 开关管，效率高达95%，输出电流最高3A，能够满足题目的要求。该芯片固定为500KHz 开关频率，可以采用较小的滤波电容、电感消除纹波。而且此芯片只需要配合少许外部原件便可精确、稳定地得到输出电压。所以我们采用TPS5430芯片作为DC-DC模块的主器件。如图2-2是TPS5430典型应用电路。 图2-2 TPS5