开关电源模块并联供电系统.doc.docVIP

PAGE PAGE 3题目：开关电源模块并联供电系统作者：钟海东、杨威、邓毅赛前辅导教师：丁忠 文稿整理辅导教师：付长友 学校：四川理工学院摘 要本系统采用可控恒压源（A模块）与可控恒流源（B 模块）并联。可控恒压源调节、稳定输出电压；根据负载电流大小，计算出恒流源应输出电流值并控制其输出，使A模块与B模块的电流按照设定比例输出。DC/DC恒流恒压电路均采用TI公司的TPS54331芯片，微控制器MSP430F2616作为系统显示、AD采样与DA模拟量输出，模拟信号处理由OP07、LM358完成。系统调节方便、输出电压不随负载变化而变化，系统反应速度快、稳定性好、纹波小。关键字: 可控恒压源；可控恒流源；并联供电；MPS43OF2616；TPS54331；过流保护AbstractThe system uses a controlled voltage source (A module) in parallel with the controlled current source (B module). The controllable voltage source regulate and make the output voltage stably. According to load current, microcontroller calculate the output current value of controlled current source and control its output,so that the A block and B block set out in accordance with the needed current ratio. DC / DC constant current constant voltage circuit use TIs TPS54331 chip, microcontroller MSP430F2616 act as the system display, A/D Converter sampling the signal and D/A Converter achieve analog output. Analog signal processing accomplished by the OP07, LM358 .This system is easy to adjust,and the output voltage is immuned to load changes. The system response rapidly, with good stability and small ripple.Keyword: controllable voltage source; controllable current source; parallel power supply; MPS430F2616; TPS54331; over-current protection. 一、设计方案论证1.1 系统电流分配方案选择为了实现开关电源模块并联供电系统，如图1所示，可采用2种方案实现。图1 题目所要求的并联供电系统方案1： 采用电流源与电流源并联，构成一个并联供电系统，如图2所示。负载电流IO由电流源1上的I1与电流源2上的I2合成而得，即IO=I1+I2。系统负载上的电压UO由负载电阻RL与其通过的电流IO共同决定，即UO=IO*RL。当调节负载时，系统需要立即更改模块A与模块B的电流大小且保持比例系数不变，以满足输出电压恒定。由于I1、I2是相对变化的，因此整个系统中，需不断通过检测负载电压UO来调节I1和I2，系统就很难短时间稳定，误差也较大。图2 方案1功能框图方案2：采用恒压源与恒流源并联，构成一个并联供电系统，如图3所示。恒压源作为系统的输出电压控制，负责调节系统负载电压UO，该电压值不受负载电阻变化的影响。恒流源作为输出系统电流比例控制，负责调节它的电流（I2）与电压源的电流（I1）输出比例。当系统接上负载RL时，由IO=UO/RL，IO是一个固定值，由基尔霍夫定律可知，IO=I1+I2。因此，只需要测量IO ,就可以计算出I2的的大小，并将该值送给恒流源控制器，恒压源的输出电流I1（I1=IO-I2）就会被自动调节，使之满足IO=I1+I2，比例调节可一次完成。如果负载没有改变，系统就不需要再调节且能够稳定工作。因此，在方案2中，只需调节1个参数I2，系统反应速度快、稳定性好，在设计、调试过程中，硬件、软件难度较小。 图3 方案2功能框图通过比较、分析方案1与2，方案2比方案1具有更多的优越性，如