并联自激型稳压电路毕业设计

电路实验并联稳压电路的设计
并联稳压电路的设计可以使用Zener二极管来实现。

以下是一个简单的并联稳压
电路的设计示例：
材料：
1. Zener二极管：选择一个合适的Zener二极管，其额定稳压电压应与所需稳压电压相近。

2. 电阻：选择一个合适的电阻值，以确保在稳压电流下Zener二极管的工作点稳定。

根据欧姆定律，R = (Vin - Vz)/I，其中Vin为输入电压，Vz为Zener二极管
的额定稳压电压，I为稳压电流。

3. 输入电源：提供所需的输入电压。

步骤：
1. 确定所需的稳压电流和稳压电压。

2. 确定适当的Zener二极管和电阻值。

3. 连接Zener二极管和电阻：将正极连接到输入电源，将负极连接到电阻的一端，将另一端连接到Zener二极管的负极。

4. 连接输入电源和并联稳压电路的输出负载。

5. 输入电源和输出负载应保持稳定。

请注意，这只是一个简单的并联稳压电路设计示例。

实际的设计过程可能会更加
复杂，需要根据具体的需求和材料数据进行调整和优化。

江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：备课组别电子上课日期主备教师授课教师课题：8.1直流稳压电流教学目标1.了解直流稳压电源的作用、分类2．能画出简单串联稳压电源的组成，能分析稳压过程重点分类、组成、稳压过程难点稳压过程教法讲授法、探究法、讨论法教学设备教学平台、虚拟实验室、实验室教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容A．复习1．硅稳压管的特性。

2．硅稳压二极管稳压电路。

B．引入1．直流稳压电源的作用：当电网电压变化或负载发生变化时，输出电压能基本保持不变。

2．按电压调整元件与R L连接可分为以下两种。

C．新授课8.1两种稳压类型概述一、并联型稳压电路1．框图：教学内容2．电路组成：（1）找出分析关系式：I R = I Z + I LV R = I R RV O = V Z = V I－I R R（2）稳压过程V I↑→V O↑→I Z↑→I R↑V O↓————↓问：①V I极性接反时，能否稳压？②R = 0时，能否稳压？3．特点（1）优点：电路简单，调试方便。

（2）缺点：输出电流较小（几十毫安），带负载能力低，应用于要求不高的小型电子设备中。

随堂练习：（1）说明R L↓ 时，稳压过程。

（2）已知：V I = 9 V，V Z = 6 V， R =21kΩ，R L = 2 kΩ。

求：I R，I Z解：I R = mA6mA0.569EI=-=-RVVI L = mA3mA26=I Z = I R- I L = (6-3)mA = 3 mA教学内容三、串联型稳压电路：1．框图：2．基本原理I B↑→V CE↓ 输出特性曲线I B↓→V CE↑3．V为调整管——作为调整元件的晶体管。

8.2串联型晶体管稳压电源一、简单串联型晶体管稳压电源1．电路：2．元件作用：V1——调整管；V2——稳压管，为V1的基极提供稳定的基准电压；R1——V2限流电阻；R1——V1偏置电阻；R2 ——V1发射极电阻。

黑龙江科技学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题目数字显示连续可调直流稳压电源的设计专业班级学号学生姓名指导教师设计所在单位年月数字显示连续可调直流稳压电源的设计摘要：随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。

电源已经成为电气和电子设备中必不可少的能源供应部件，对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。

本文介绍了一种数字显示连续可调直流稳压电源的设计方案，此方案应用7824及7924芯片组成稳压电源的电源模块，用ICL7107芯片组成了数显模块，最终通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。

同时，本文还对电源模块和数显模块的基本原理，参数计算和性能指标等进行了分析讲解。

这种电源价格便宜，电路简单，并且可通过旋钮在-24V~24V范围内调节电压，使用方便、安全、稳定性高。

关键词：稳压电源 A/D转换器电源模块稳压模块The design of digital demonstration continuously adjustable DCpower supplyAbstract: With the development of science and technology, electrical, electronic equipment has been widely used in all aspects of day-to-day, scientific research, all aspects of learning and so on. Power has become the essential components of energy supply in electrical and electronic equipment the research and development for power has become important in new technology, new equipment, it plays an important role in promoting the development of science and technology.This article introduces one kind of digital demonstration continuously adjustable DC power supply’s design proposal. This plan applies 7824 and 7924 chip composition DC power supply’s power source module and has composed the number obviously module with the ICL7107 chip, finally realizes continuously the adjustable DC constant voltage function through two module’s connections. At the same time, this article also to the power source module and the number obviously module’s basic principle, the parameter computation and the performance index and so on has carried on the analysis explanation.This kind of power source price is cheap, the electric circuit is simple, and may adjust the voltage through the knob in the 24V~-24V scope, and it is easy to operate, security, the stability are high.Key words: stabilized voltage supply A/D converter power module digital display module目录第一章绪论 (1) (1) (1) (1) (2) (3)第二章电源总体方案确定 (5) (5) (5) (5) (6) (7) (7) (7) (7) (8)第三章电源模块的设计 (9)三端稳压器的工作原理 (9) (9)。

稳压电源的设计与制作学生：XX 指导教师：XX摘要：随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。

任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。

特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛，也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。

本文基于这个思想，设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。

开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。

由于开关稳压电源具有这些优点，基于这个思想设计了一个1～5V可调的低功率开关稳压电源，以满足小型电子设备的供电需要。

本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索，介绍了开关电源的一些新技术，技术指标，分类标准等。

并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。

电源设计的主要指标是：输入电压为AC220V，输入频率为50HZ，输入电压范围为AC165V～265V，输出电压为直流1～5V可调，输出最大电流为150mA，输出最大功率为2.25W。

最后在完成基本指标的基础上，本文还增加了防浪涌电流的附属功能，使电路更加满足小型电子设备的用电需要。

数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源；本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略；它与传统的稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1～5V之间连续可调，其输出电压大小以1V步进，输出电压的大小调节是通过“＋”“－”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。

该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。

详细分析了电源的拓朴图及工作原理。

编号本科生毕业设计（论文）题目：多路直流电源并联供电物联网工程学院电气工程及其自动化专业学号**********学生姓名陈明指导教师方益民副教授二〇一二年六月摘要开关电源模块供电系统由并联稳压电源和检测控制系统组成．该系统主要由AVR高档单片机ATmega8[1，2]控制，主回路由两个Buck斩波电路将24V转换为两个8V电源并联输出．测控电路由电阻分压实现电压检测，电流通过取样电阻，然后经过差分放大器AD8205送给单片机，单片机产生PWM[3]信号控制IR2103来实现MOS管的通断，已形成闭环反馈电路保证输出电压的稳定和电流按规定比例分配，并使系统效率达到75%以上．本系统具有系统效率高、精度高、稳压、输出文波小、负载短路保护及自动恢复功能，自身抗干扰性强、调整速度快等优点．关键词：单片机；开关电源；PWM控制；BUCK斩波;AbstractSwitching power supply module power supply system was composed of Shunt regulated power supply and control system testing. The system is mainly consists of a new AVR high-grade MCU ATmega8 control, the main return route two Buck chopper circuit to convert the 24V to two 8V power output. Measurement and control circuit is composed of a resistor divider voltage detection, current flows through the sampling resistor, and then through the differential amplifier AD8205for single-chip generated PWM signal to control the IR2103to realize the MOS pipe on-off, has formed a closed loop feedback circuit to guarantee the stability of the output voltage and current at the prescribed proportion allocation, and make the system efficiency can reach above 75%. This system has the advantages of small volume, light weight, high conversion efficiency. Its strong anti-interference, wide voltage range, adjusting speed, high accuracy, high system efficiency, voltage and current stabilizing, small output ripple, load short-circuit protection and automatic restoration of function etc..Key words: Single chip microcomputer; switching power supply; PWM; Buck;目录第1章绪论 (1)1.1选题准备工作 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 选题的科学依据 (1)1.2开关电源简介 (2)1.2.1 开关电源的定义和用途 (2)1.2.2 开关电源的发展 (2)1.2.2 开关电源的工作原理 (3)1.3任务要求 (3)1.3.1 设计任务 (3)1.3.2 基本要求 (3)第2章系统方案的比较和理论分析 (5)2.1方案比较和选择 (5)2.1.1 DC/DC模块 (5)2.1.2 控制方法设计 (6)2.1.3 分流方案选择 (6)2.1.4 单片机选择 (7)2.1.5 单片机供电方案选择 (7)2.1.6 系统总体方案描述 (8)2.2理论分析 (8)2.2.1 DC/DC变换器的稳压方法 (8)2.2.2 电压电流检测分析 (9)2.2.3 过流保护 (9)第3章硬件电路设计 (11)3.1概述 (11)3.2整体模块设计 (11)3.2.1 DC供电模块 (11)3.2.2 电流电压检测设计 (12)3.2.3 辅助电源模块设计 (13)3.2.4 门极控制电路设计 (14)3.2.5 显示部分设计 (16)3.3主回路参数计算和器件选择 (17)3.3.1 磁芯和线径的选择 (17)3.3.2 主回路及参数设计 (17)3.3.3 位开关电源选着合适的电感 (19)3.3.4 控制电路设计 (20)3.3.5 效率分析 (20)3.3.6 保护电路设计 (20)3.3.7 其他元器件选择 (20)第4章软件部分设计 (23)4.1A TMEGA8介绍 (23)4.2主程序流程图 (24)4.3初始化框图 (24)4.4输入部分流程图 (25)4.5处理部分流程图 (25)4.6输出部分流程图 (27)第5章指标测试和总结 (29)5.1测试所需仪器 (29)5.2调试可能遇到的问题 (29)5.3指标测试 (29)5.4可能出现的误差 (29)5.5总体结论 (29)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)附件一主要原器件清单 (33)附件二系统原理图（无显示部分） (34)第1章绪论1.1 选题准备工作1.1.1 选题背景随着电力电子技术的发展,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(兆瓦级)电源技术尚不成熟,因此模块化的大功率电源系统应运而生,即多个并联运行的大功率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(限流)状态．在2011年下半年里，我在无锡金枫林电器有限公司实习，实习期间我做过插件、手工焊、面板组装、检测和维修等，培养了了做事细心、耐心并有责任心．主要工作学习了解用单片机做的淋浴控制器应用，提高本专业各学科综合知识的实际运用能力，与此同时也提高自身的分析能力与实际动手能力，增强自身对设计的科学性、系统性、及全面性的理解，为能较好完成今年的毕业设计做好基础．在此我要感谢实习期间给我帮助的同事和领导，也预祝自己的论文能够早日完成．1.1.2 选题的科学依据国内开关电源技术的发展【4】，基本上起源于20世纪70年代末和80年代初．当时引进的开关电源技术，在高等院校和一些科研院所停留在实验开发和教学阶段．20世纪80年代中期开关电源产品开始推广和应用．20世纪80年代开关电源的特点是采用20kHz脉宽调制（PWM）技术，效率可达65%~70%．经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破．新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT 可使小型开关电源的工作频率达到400kHz(AC/DC)或1MHz(DC/DC);软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率（国产6kW通信开关电源采用软开关技术，效率可达93%）；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术（APFC）的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率．在开关电源领域，我国的民族产业在国内一直占有举足轻重的地位．在开关电源应用的起步阶段，很多生产厂家采取的都是小作坊的生产模式．经过20余年的不懈努力，逐步向大规模生产转化，产品也从单一品种走向系列化．现在，我国已形成一批上亿元甚至10亿元以上产值的电源企业，有些产品已进入国际市场．我国信息产业、国防工业、家电行业，特别是电信业的迅猛发展，是电源市场发展的强大推动力．国家统计局最新资料显示，当前我国电子信息产业的产区、产出，销售总规模以及对国家经济增长的贡献均居全国工业行业之首，成为我国工业第一支柱产业．开关电源巨大的市场需求孕育了大批电源生产企业．目前成规模的企业有十几家，分为3种类型：第一类是自主研制开发，已生产出具有先进水平的系列电源产品，不仅可以满足各种电子设备的需求，而且在航空、铁路、电力、国防及家电等领域中得到了广泛应用；第二类是中外合资企业，采用国外较为先进的技术，在国内用户中有较高的信誉度；第三类是进口部件在国内组装，然后直接销售到国外市场．这些产品质量好但成本也高，对国内市场的适应能力差．每年几十亿元的电源市场孕育了几百家开关电源生产企业，而且已有大量的国外产品和公司进入国内，今后的竞争将是技术的竞争、质量的竞争和服务的竞争，品牌效应越来越突出．市场的竞争和发展必将促使产业内部分化和重组，实现大企业的产品互动和整合营销，而适应不了市场竞争的企业将被淘汰．1.2 开关电源简介1.2.1 开关电源的定义和用途开关电源【5】是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成．开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异．线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点．随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间．开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域．1.2.2 开关电源的发展开关电源高频化是其发展的方向【6】，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展．开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题．另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义．开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET．SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代．开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化．由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术．SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄．开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率．对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高．1.2.2 开关电源的工作原理所谓开关电源【7,8】，顾名思义，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，通过开关控制传到次级，再通过占空比将电压升高或降低，供各个电路工作．开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM 开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗．与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的．脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似．也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同．他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元．1.3 任务要求1.3.1 设计任务设计一个有两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC 模块并联供电系统（见图1-1）.图1-1 两个DC/DC 模块并联供电供电系统主电路示意图1.3.2 基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率输出状态，供电系统的直流输出电压，且额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60%．（2）调整负载电阻，保持输出电压，当两个模块输出流之和Io=1.0A,且按I1：I2=1：1模式自动分配电流；当两个模块输出电流之和Io=1.5A,且按I1：I2=1：2模式自动分配电流；当负载电流Io在1.5-3.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在(0.5-2.0)范围内按指定的比例自动分配．（3）具有负载短路保护及自动恢复工作，保护阈值电流为4.5A ．第2章系统方案的比较和理论分析2.1方案比较和选择据题目要求，调整负载电阻至额定输出功率状态，供电系统保持输出电压U0=8.0±0.4V，保证供电效率不低于75%，使两个模块输出电流之和I0=1A 且按I1:I2= 1:1 模式和I0=1.5A、I1：I2=1:2自动分配电流．对此，我们考虑以下几种方案：2.1.1 DC/DC模块在大功率DC／DC开关电源中，为了获得更大的功率，特别是为了得到大电流时，经常采用N个单元并联的方法．多个单元并联具有高可靠性，并能实现电路模块标准化等优点．方案一：采用异步BUCK变换器，该拓扑结构简单，只需对一个开关管进行控制，因此控制思路非常简单．但由于在大电流时，异步BUCK电路中的续流二极管和开关管的功耗增加，成为电路中的主要功耗，这会使电路工作在大电流时的效率降低,故不采用此种结构．方案二：采用PWM控制的高频开关变压器实现[9]．如图2所示，反激式DC/DC变换器开关管（Tr）导通时，变压器累积能量，截止时输出能量．反激式优点是：结构简单、外围元件少．输出电压公式：(2-1) 缺点是：并联时，由于是一个PWM 控制器同时控两路，两路的开关管在高频下始终是导通和关断的，所以电容上始终保持同时充电和放电，因此并联时两路电流始终保持相等，不能满足本系统按比例分配电流的要求；变压器存在漏感，将在原边形成很大电压尖峰，可能击穿开关器件；负载调整率差；电源效率低；能量由变压器T储存，体积较大，而且需要开气隙．图2-1 反激式DC/DC电路方案三：降压斩波电路[10]原理图如图3所示，直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调直流电，也成为直接直流--直流变换器．降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用MOSFET作为全控性器件的斩波电路，电力MOSFET是用栅极电压控制漏极电流的，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性好，输入阻抗高，具有功率晶体管电压、电流容量大等的优点．工作原理当MOS管导通时电源电压向负载供电；当MOS管处于断态时，负载电流经二极管D续流，电源电压接近于零，至一个周期结束，再驱动MOS管导通，重复上一个周期的过程．图2-2 buck斩波电路综合以上比较，我选择方案三．2.1.2 控制方法设计方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止．根据A/D后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值．负载电流在康铜丝上的取样经A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护．该方案主要由软件实现，控制精度高，与电压比较器相连可实现自动恢复过流保护功能．方案二：采用恒频脉宽调制控制器TL494，TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源．脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降为零．2个误差放大器具有从—0.3V到(vcc—2.0)的共模输入范围，这可从电源的输出电压和电流察觉的到．误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制电路．这个芯片推荐单端输出，虽调整速度快但精度不高．综合比较，我们选择方案一．2.1.3 分流方案选择方案一：主从法在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从模块，主电源模块工作于电压源方式．而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置，在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，不具备冗余功能．这种方式的优点是：实现简单，可扩充性好．缺点是：容错性差，可靠性不高，主模块连线较多．方案二：平均电流自动值均流法这种方法不用外加均流控制器，电路简单，容易实现．在各电源模块单元间都通过一个电流传感器级一个采样电阻接到一条公共均流母线CSB,均流母线的电压是N个电源模块代表各自输出电流的电压信号的平均值．与每个电源模块的采样电压信号比较后通过调节放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流达到均流目的，如下图所示．平均电流法可以精确地实现均流，但当公共母线CSB发生短路或接在母线上的任一电源模块单元不工作时，使电压下降，结果促使各电源模块输出电压下调，甚至达到下限值，引起电源系统故障．如下图所示:图2-3 平均电流自动值均流发方案三: 最大电流均流法．本方案采用负载共享控制器UCC29002 实现．在DC-DC 模块正常工作时，将两路UCC29002 的均流母线连接，此时UCC29002将会自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源．均流母线上的电压将由主电源的输出电流决定，从电源的UCC29002 接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC 模块稍稍提高输出电压．通过减小从电源与主电源的电压差来提高该路输出电流，从而达到均流．并且该方案可通过十分简单的电路完成任意路并联均流，且支持热插拔．方案四：采用数字控制技术实现分流．利用8位AD转换单片机ATmega8检测采样电阻采样输出电流，利用合理的算法对电流进行分配，此硬件电路设计简单，故采用方案四．2.1.4 单片机选择方案一：采用AT89C51单片机进行控制．51单片机外接A/D和D/A比较简单，操作方便，但是由于本题的功耗要求特别严格，对效率的提高不利．方案二：采用低功耗单片机ATmega8-8PU，这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片．内部集成8位A/D功能，且这个单片机管脚丰富，操作简单．考虑到效率的要求采用方案二．2.1.5 单片机供电方案选择方案一：用集成三端稳压器来供电，由于U in端输出电压比较高，变化范围大，而单片机系统只需5V供电，若采用7812，7805两级降压来供电，会大大降低效率．方案二：采用开关型稳压降压芯片LM2576，输入允许范围大，效率比较高，输出电压为+5V,输出电流可达600mA,驱动能力强．对于负电源，可通过芯片ICL7660进行转换．考虑效率的要求【11】，本设计采用了方案二．2.1.6 系统总体方案描述本系统采用单片机作为数据处理和控制核心，辅以Buck电路、采样电阻作电流采集等电路，系统输出电压8V稳定，两个模块电流可以按固定比例输出,供电系统效率达到75%以上．单片机控制系统利用AD转换芯片对两路的电流和负载的电压进行采样，并采用合适的分流算法去改变两路开关电源的输出电流．当输出电流大于保护设定值产生过流保护信号切断主电路，然后延时一定时间后重新通电工作并进行过流检测，直到电路恢复正常为止．将设计任务划分为DC/DC供电模块设计、电压电流反馈电路设计、单片机控制电路设计、控制算法设计．系统整体框图如下[12]：Mega8单片机图2-4 系统框图2.2 理论分析2.2.1 DC/DC变换器的稳压方法本系统采用同步整流技术实现了DC-DC变换器，在连续电流输出的模式下，其输出-输入电压变换比为：(2-2) D为输出PWM的占空比，由此式可以求得输出PWM的占空比单片机通过电压反馈回路采集输出电压的大小然后通过算法实时调节占空比使输出电压稳定在8V±0.4的范围内．2.2.2 电压电流检测分析电压检测：对输出电压进行分压采样，即在输出端并接两个分压电阻，由采样电阻采集两模块的输出电压作为单片机的输入，进入单片机的AD转换通道．电流检测：在输出端串接一个0.02的小电阻，将流经其的电流转换为电压进行采集，由于采样电阻值较小，故而采样的电压也小．所以我们又用差分放大电路对采样电压值进行放大，同时抑制共模干扰．将采样的电流值经电阻降压后送入单片机的AD转换通道．系统使用单片机自带的8位A/D,根据A/D转换器的分辨率公式有，分辨率为Vef-单片机供电电压，n-AD位数，可见内置A/D完全可以满足设计的需求．2.2.3 过流保护很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备．所以有些设备就做了电流保护模块．当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备．本系统中通过单片机实时采集输出电流的大小,然后与过流保护阈值比较，当采集的电流大于电流阈值时，单片机停止输出PWM使DC-DC模块停止工作，然后以一定时间间隔再次采集输出电流，当采集的电流低于阈值电流，则单片机按上电时刻设定的占空比输出PWM使DC-DC重新工作．第3章硬件电路设计3.1 概述本系统主要与DC/DC转换模块，电流电压检测模块，单片机，门极控制模块，显示模块及辅助电源模块．具体流程见下图．图3-1 硬件模块流程图3.2 整体模块设计3.2.1 DC供电模块在输入电压和效率已确定时，使得该DC/DC模块必须要用开关电源方式实现，由于没有限制一定要隔离输出，所以考虑使用BUCK结构实现．为了实现高效率的DC-DC转换，本模块采用同步整流技术实现了高效率的DC-DC转换．该模块电路采用MOS管驱动芯片IR2103驱动同步半桥，半桥输出端通过选择合适的电容，电感构成的LC低通滤波器实现了DC-DC的转换，此种拓扑结构控制简单，原理通俗易懂，经过多方论证该电路的转换效率高满足本设计的要求．多路直流电源并联供电Q1其中C1、C2起稳压作用，L1和C2、C3构成滤波电路，二极管用来保护电源．根据小电容滤高频，大电容滤低频，故选C2 0.01uF,C3 1000uF.其工作原理：当MOS管导通时，电源向负载供电，电感储能，负载电流增大；当MOS管关断时，电感释放能量，通过续流二极管构成回路．3.2.2 电流电压检测设计根据系统的均流方案的要求，需对两路DC-DC模块中的电流分别进行采集．由于两路DC-DC模块是并联连接，当系统正常工作时，在输出端的电流检测点有8V的共模电压，所以采用的电流检测运放的共模输入电压范围必须大于24V．这里可采用差分放大器LM324或专用电流检测器AD8205，他们的共模输入电压范围都大于8V．但要使LM324的共模输入电压范围大于8V，LM324的供电电压必须大于8V，而且当采用12V供电时，线性度在采样电压的两极限值附近变坏，同时若器件损坏，12V的电压会传给单片机，造成单片机的损坏．然而AD8205是专用的差分放大器，在5V供电时共模输入电压范围高达70V,还可以避免在调试过程中因输出电压升高而烧坏芯片．此外，它的瞬态响应快，特别适合闭环系统中的快速检测．所以在此选用AD8205．因为单片机的采样电压不得高于5V，而输出端的电压却有8V，所以需要电阻串联分压（如图3-3）．。

并联自激式单管开关电源电路自激式开关电源是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，此类开关电源占有量不多，结构也不是太复杂，下面以图5-1所示电路简要进行说明。

识图时，应注意以下几个要点。

自激式单管开关电源中的开关管既可以采用三极管，也可以采用场效应管，这里采用的是三极管。

开关管VT513起着开关及振荡的双重作用，省去了控制电路（一般没有专用电源控制芯片）。

自激振荡的过程如下。

接通电源后，220V市电电压经VD503～VD506整流、C507滤波，在滤波电容C507两端得到近300V直流电压，通过开关变压器T511的3-7绕组加到开关管VT513的集电极。

同时该电压还经启动电阻R520～R522、R524为VT513的基极提供启动电流，使VT513导通。

T511绕组3-7中有电流通过并感应出3正、7负的感应电压，同时1-2反馈绕组也感应出1正、2负的正反馈电压，该电压经R519、C514、R524加至VT513的基极，使VT513迅速饱和导通。

随着C514充电电压的升高，VT513基极电位逐渐变低，致使VT513退出饱和区，厶开始减小，在T511的1-2绕组感应出1负、2正相位相反的电压,使VT513迅速截止。

VT513截止后，T511的1-2绕组中没有感应电压，300V直流供电输入电压又经R520～R522给C514反向充电，逐渐提高VT513基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。

从开关变压器T511的同名端（T511中的小圆点）可以看出，这是一个反激型开关电源，也就是说，当开关管VT513导通时，开关变压器T511的3-7 -次绕组感应电压为3正、7负，而二次绕组11-12感应电压为11正、12负，整流二极管VD552处于截止状态，在一次绕组3-7中储存能量。

当开关管VT513截止时，变压器T511 -次绕组3-7中存储的能量，通过二次绕组及VD552整流和电容C561滤波后向负载输出。