在用電設備的實(shí)際運行中，各式各樣的電力負載對于供電的要求也有所不同，當單電源不能供給所需的容量時(shí)，就需要多個(gè)電源模塊并聯(lián)運用，以提高開(kāi)關(guān)電源的容量和運轉的穩定性。由于電源各自參數的分散性，所以開(kāi)路電一點(diǎn)微小的差異就會(huì )導致各電源的輸出電流有明顯的差異，這種狀況會(huì )導致各個(gè)電源的壽命衰減不一致，達不到開(kāi)關(guān)電源的可靠安穩性的要求，這就要求在并聯(lián)運用過(guò)程中采用均流技術(shù)。
1系統方案
本開(kāi)關(guān)電源主要由DC/DC模塊、PWM模塊、電流收集模塊、電源模塊組成，下面這幾個(gè)模塊的挑選進(jìn)行驗證。
2方案驗證
2.1主電路方案驗證
方案一、直接直流變流電路：將電壓降至下一級的最簡(jiǎn)略辦法是運用LDO穩壓器。LDO具有成本低，封裝小、外圍器材少和噪聲小的特色?？墒荓DO的缺點(diǎn)是低功率，且只能用于降壓的場(chǎng)合。這樣低的功率在輸出電流較大時(shí)，不但浪費了大量電能，并且會(huì )造成芯片發(fā)熱，影響系統安穩性。
方案二、使用由L4978構成的可調式開(kāi)關(guān)電源，L4978的最大功率僅為1W（L4978D僅為0.8W），其具有低功率，作業(yè)安穩，高功率等特色。結合降壓開(kāi)關(guān)電源的原理，將L4978的輸出經(jīng)過(guò)LC型低通濾波器，變?yōu)橹绷鬏敵觥?/span>
方案三、運用降壓開(kāi)關(guān)電源原理，經(jīng)過(guò)操控開(kāi)關(guān)，把直流信號變?yōu)?/span>PWM波形，經(jīng)過(guò)近似無(wú)損耗的LC型低通濾波器后，變?yōu)橹绷鬏敵?。開(kāi)關(guān)翻開(kāi)時(shí)，電流從電源流過(guò)電感，為電容充電并且為負載供給電流；開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，電源沒(méi)有連入電路，電感為負載供給電流，點(diǎn)容放電，續流二極管為整個(gè)電路供給回路，參加負反應后，系統安穩，電源的性能能得到較好的改進(jìn)。
歸納上述三種方案最優(yōu)的是選用方案二
2.2操控辦法及完成方案
方案一、選用脈沖頻率調制PFM（Pulse Frequency Modulation）的操控辦法，其特征是固定脈沖寬度，使用改動(dòng)開(kāi)關(guān)頻率的辦法來(lái)調節占空比。輸出電壓的調整規模大，但要求濾波電路必須在寬頻帶下作業(yè)。
方案二、選用脈沖寬度調制PWM（Pulse Wildth Modulation）的操控辦法，其特征是固定開(kāi)關(guān)的頻率，經(jīng)過(guò)改動(dòng)脈沖寬度改動(dòng)占空比，操控型功率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。
根據上述挑選主電路及具體要求，咱們選用方案二。
2.3均流技術(shù)的證明方案
方案一、斜率操控法：小電流時(shí)均流作用較差，大電流時(shí)均流作用較好；對于電壓源來(lái)說(shuō)，降低了電源輸出的負載特性，即以獻身電路的技術(shù)指標來(lái)完成均流。
方案二、主從操控法：操控系統復雜；其可靠性取決于主模塊，只能均流，不能構成冗余系統。
方案三、平均均流法：均流作用好，易完成準確均流；能夠構成冗余系統，均流模塊數理論上能夠不限；能夠完成主動(dòng)均流。
歸納本方案以及主電路模塊考慮，選用方案三。
3理論剖析與核算
3.1、PWM波形發(fā)生
PWM波有許多發(fā)生辦法：施密特觸發(fā)器發(fā)生、與門(mén)（與非門(mén)）發(fā)生、555電路發(fā)生、晶振發(fā)生、單片機發(fā)生等。晶振能輸出十分安穩的脈沖，是現代數字電路中最常用的器材，是現代數字電路中最常用的器材；555電路是經(jīng)過(guò)3個(gè)電阻準確分壓，得到的是很準確的波形，功用強大，也是十分常用的器材；施密特觸發(fā)器和與門(mén)都是經(jīng)過(guò)比較門(mén)檻電壓來(lái)構成振動(dòng)；而門(mén)檻電壓會(huì )因各種原因變化，構成的振動(dòng)電路會(huì )有輸出頻率不行安穩的缺陷。而單片機能夠發(fā)生安穩的PWM波型，能夠調節PWM的頻率，調整PWM的占空比，更于方便操控PWM波，完成電壓和電流的調控。
3.2、系統總體方案的確認
單片機輸出PWM波形，用大功率三極管TIP42c作為開(kāi)關(guān)管，把直流變成方波，經(jīng)過(guò)LC電路濾波，濾平峰尖脈沖，得到直流電壓。經(jīng)過(guò)負反應，把電壓終究安穩在所要的數值上。
3.3、開(kāi)關(guān)設備的挑選
開(kāi)關(guān)設備挑選mos管。其具有輸出安穩，輸出精度高，功耗低，具有線(xiàn)路降壓補償等點(diǎn)。
3.4、開(kāi)關(guān)部分各參數規劃
電感濾波電容的選用和紋波密切相關(guān)，占空比D=Vo/Vi=8/24/0.33（比試驗得到的低，可是能夠經(jīng)過(guò)反應來(lái)安穩輸出電壓）。當負載取10歐，開(kāi)關(guān)頻率為20kHz，紋波
ΔV/Vo=0.05%的時(shí)分，依據電容電感充放電公式有：
L=（1-D）*RT/2=（1-0.33）*10*0.00005/2=268μH
C=VoDT2/8LΔVo=0.42*5*（0.00005）2/8*268*10-6*0.005=61.5μF
LC低通濾波器的截止頻率：
f=1/（2π√（LC））=1/（2π√268*61.8*10-6*10-6）≈1.2kHz
小于開(kāi)關(guān)頻率，能夠很好地濾除開(kāi)關(guān)高頻噪聲。
3.5、電流收集部分規劃
電流采樣咱們選用ACS712，帶2.1kRMS電壓絕緣及低電阻電流導體的全集成、根據霍爾效應的線(xiàn)性電流傳感器IC，其特色是低噪音模擬信號路徑，5V單電源操作可經(jīng)過(guò)新的濾波引腳設置器材帶寬，5μs的輸出上升時(shí)間，對應步進(jìn)輸入電流，80千赫的帶寬，總輸出差錯為1.5%接近零的磁滯，以及電源電壓的成份額輸出等。典型應用包含電動(dòng)機操控、載荷檢測和管理、開(kāi)關(guān)式電源和過(guò)電流故障維護。足以檢測開(kāi)關(guān)電源輸出的電流。把輸出電流轉化為電壓輸出至單片機的AD輸入。將收集到的電流運用到過(guò)流維護和短路維護。
4功率分析核算
DC-DC電路輸入電壓UIN=24
信號占空比D=1-UIN/UO=0.58
輸出功率PO=UO*IO=80W
輸入電壓有效值IIN=IO/（1—D）=6A
肖特基二極管的損耗：PD=IOVD，又IO=4A。所以取二極管壓降VD為0.35V，帶入可得PD=1.4W
兩只采樣電阻上得總損耗為0.9W
綜上所述此電路可滿(mǎn)足規劃
本系統以12c5a60s2單片機為操控核心，規劃并制作了開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電系統，其主電路拓撲為同步降壓電路，運用PID數字閉環(huán)操控。電源可穩壓分流輸出，還具有過(guò)流、短路維護功用。該系統較好的完成了各項要求，并具輸出參數顯示功用，系統安穩。期望能夠為電氣作業(yè)者供給一些參考意見(jiàn)。
