第２６卷第６期 ２０１３年ｌ２月 大学物理实验 ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＬＬＥＧＥ Ｖｏ【．２６ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２Ｏｌ３
文章编号：１００７—２９３４（２０１３）０６—００５８—０３
基于单片机的开关电源并联供电系统的设计
白炳良，周锦荣
（闽南师范大学，福建漳州 ３６３０００）
摘 要：针对并联供电中各电源模块参数的分散性，导致输出电流的不均衡，结果分担电流多的模
块热应力大，降低了系统的可靠性等问题，提出了具有均流技术的开关并联供电系统的设计。
关键词：均流技术；开关电源；ＤＣ－ＤＣ；并联控制；单片机
中图分类号：ＴＮ ８６ 文献标志码：Ａ
在工程应用中，并联技术是实现大功率电源
系统的技术关键。采用分布式供电、模块化结构，
不仅能使电源保持高的效率和较快的动态响应，
而且能使电源的输出功率灵活扩展、设计标准化、
减少电源种类、易于维护，还可以采用Ｎ＋１、
Ｎ＋ 冗余技术，提高电源系统的可靠性ｕｊ。
并联供电系统要有均流措施，否则并联运行
的各模块中，由于各模块参数的分散性，使输出电
流不一致，导致有些模块负荷过重，结果分担电流
多的模块热应力大，降低了系统的可靠性，国外有
资料表明，电子元件温升从２５℃上升到５０℃时，
其寿命将降低到２５℃时的１／６Ｅ。 ；因此均流技
术是实现并联供电系统的关键。常见的均流方法
有：阻抗调整法、主从设置法、平均值均流法、最大
电流型均流控制＿４］。本设计主要介绍两路开关电
源并联后，采用最大电流型均流控制法，给出实现
电流分配的技术方案。
１系统设计任务
设计并制作一个开关电源并联供电系统，其
结构如图１所示。基本功能为：输入电压２４ Ｖ，
输出为８．０ Ｖ；调整负载电阻，可使电流Ｉ１：Ｉ２一
按ｌ：１、１：２或１：３等比例自动分配。
２系统设计思路
２．１ 系统设计框图及工作原理
如图２为系统设计框图，输入电压经ＬＭ２５７６—５
1
课程设计任务书
题 目: 开关电源设计
初始条件:
输入交流电源: 单相220V, 频率50Hz。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求, 以及说明书撰写等具体要求）
1、输出两路直流电压：12V, 5V。
2.直流最大输出电流1A。
3.完成总电路设计和参数设计。
时间安排:
课程设计时间为两周, 将其分为三个阶段。
第一阶段: 复习有关知识, 阅读课程设计指导书, 搞懂原理, 并准备收集设计资料, 此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案, 设计计算。
第三阶段：完成设计和文档整理, 约占总时间的40%。
指导教师签名: 年 月 日
系主任（或责任教师）签名: 年 月 日
2
目录
引言 ...................................................................... 3
1设计意义及要求 ........................................................... 4
1.1设计意义 ............................................................. 4
1.2开关电源的组成部分 ................................................... 4
1.3开关电源的工作过程 ................................................... 5
1.4开关电源的工作方式 ................................................... 5
1.5脉宽调制器的基本原理 ................................................. 6
1 引言
随着电子技术的高速发展， 电子设备的种类与日俱增。任何电子设备都离不开可靠的供电电源， 对电源供电质量的要求也越来越高， 而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显着优势。正是由于开关电源的这些特点， 它在新兴的电子设备中得到广泛应用， 已逐渐取代了连续控制式的线性电源。
图1 功率主电路原理图
2 功率主电路
本电源模块采用半桥式功率逆变电路。如图1 所示， 三相交流电经EM I 滤波器滤波， 大大减少了交流电源输入的电磁干扰， 同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N 两点间。P、N 之间接入一个小容量、高耐压的无感电容， 起到高频滤波的作用。半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似， 只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1 和C2代替。在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度， C1 和C2 往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。C1、C2 的容量选值应尽可能大， 以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。由于对体积和重量的限制， C1和C2 的值不可能无限大， 为使输出电压的纹波达到规定的要求， 该电容值有一个计算公式 , 即：
式中， IL 为输出负载电流， V L 为输出负载电压，V M 为输入交流电压幅值， f 为输入交流电频率， VU为输出的纹波电压值。
这是一个理论上的计算公式， 得到的满足要求的电容计算值比较大， 实际取的电容应尽量大一些， 由于输出端电压较小， 也可以在二次整流滤波时加大电容，这样折算到该公式的电容值也不小。C1 和C2 在这里实现了静态时分压，
使V A= V in/2。
当VT1导通、VT2截止时， 输入电流方向为图中虚线方向， 向C2 充电， 同时C1通过V T1 放电； 当V T 2 导通、V T 1 截止时， 输入电流方向为图中实线方向， 向C1 充电， 同时C2 通过V T 2 放电。
1 开关电源模块并联供电系统
摘要：
本系统以推挽电路为主电路、以集成PWM芯片SG3525为控制核心，实现24V输入、额定输出8V、满载16W的DC/DC变换。通过SG3525的闭环调整，两路DC/DC变换器实现并联输出，且两路输出电流可按指定比例调整。以单片机DSPIC30F2012为主控芯片，实现对DC/DC变换的电流采样、基准给定及系统的控制管理。
实验结果表明：DC/DC变换器在全负载范围内稳压精度大于99%，系统满载效率大于80%；按指定模式并联输出时，各DC/DC变换器的输出电流相对误差绝对值小于2%，且电路能精确实现过流保护。
Abstract:
A push-pull circuit of the system is the main circuit, The SG3525 PWM chip integration for the
control of the core, to achieve 24V input, depending on the output 8V, loaded with 16W of DC / DC
converter. SG3525 through closed-loop adjustment, two DC / DC converters to achieve parallel output,
and two output currents can be specified scaling. As the master chip to chip DSPIC30F2012, to achieve
the DC / DC converter of the current sampling, the benchmark for a given system control and
management.
The results show that: DC / DC converter at full load regulation accuracy within 99% full load
