EDA直流均流电源

对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统，如基站通信设备、监控设备、服务器等，往往需要高可靠的电源供应。

冗余电源设计是其中的关键部分，在高可用系统中起着重要作用。

冗余电源一般配置2个以上电源。

当1个电源出现故障时，其他电源可以立刻投入，不中断设备的正常运行。

这类似于UPS电源的工作原理：当市电断电时由电池顶替供电。

冗余电源的区别主要是由不同的电源供电。

电源冗余有交流220 V及各种直流电压的应用，本文主要介绍低压直流(如DC 5 V、DC 12 V等)的冗余电源方案设计。

1 冗余电源介绍电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。

容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载，这对提高可靠性意义不大。

冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成，正常时由其中一个供电，当其故障时，备份模块立刻启动投入工作。

这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔，容易造成电压豁口。

并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成，各单元通过或门二极管并联在一起，由各单元同时向设备供电。

这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电，但负载端短路时容易波及所有单元。

冗余热备份是指电源由多个单元组成，并且同时工作，但只由其中一个向设备供电，其他空载。

主电源故障时备份电源可以立即投入，输出电压波动很小。

本文主要介绍后两种方案的设计。

2 传统冗余电源方案传统的冗余电源设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极，以“或门”的方式并联输出至电源总线上。

如图1所示。

可以让1个电源单独工作，也可以让多个电源同时工作。

当其中1个电源出现故障时，由于二极管的单向导通特性，不会影响电源总线的输出。

在实际的冗余电源系统中，一般电流都比较大，可达几十A。

考虑到二极管本身的功耗，一般选用压降较低、电流较大的肖特基二极管，比如SR1620～SR1660(额定电流16 A)。

通常这些二极管上还需要安装散热片，以利于散热。

新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电工电子实习（EDA）学院：专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间：绪论软件介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

EDA的应用EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。

发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。

一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。

EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。

EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。

美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。

而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。

并联开关电源的均流方法精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-并联开关电源的均流方法???? 大量电子设备，特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建一个大功率、安全可靠、不间断供电的电源系统。

如果采用单台电源供电，该变换器势必处理巨大的功率、电应力大，给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提供带来困难。

并且一旦单台电源发生故障，则导致整个系统崩溃。

采用多个电源模块运行，来提高大功率输出是电源技术发展的一个方向。

并联系统中每个模块处理较少功率，解决了上述单台电源遇到的问题。

?????? 在大功率DC／DC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。

然而在并联中遇到的主要问题就是电流不均，特别在加重负载时，会引起较为严重的后果。

普通的均流方法是采取独立的PWM控制器的各个模块，通过电流采样反馈到PWM控制器的引脚FB或者引脚COMP，即反馈运放的输入或者输出脚来凋节输出电压，从而达到均流的目的。

显然，电流采样是一个关键问题：用电阻采样，损耗比较大，电流放大后畸变比较大；用电流传感器成本高；用电流互感器采样不是很方便，州时会使电流失真。

一、一种新的电流采样方法??? 如前所述，在均流系统中一些传统的电流采样力法都或多或少有些缺点。

而本文提出的这种新的电流采样力法，既简单方便，又没有损耗。

??? 下面以图l所示的Buck电路为例，说明这种新的电流检测方法的原理和应用。

??? 电流检测电路由一个简单的RC网络组成，没流过L的电流为iL，流过C的电流为ic，L两端的电压为vL，输出电压为vo上电压为vc，则有vL+iLR1+vo．=vc+icR (1)??? 对式(1)在一个开关周期求平均值得??? 式中：VL是电感上的电压在一个开关周期的平均值，显然VL=O；??? Vo为输出电压平均值；??? IL电感电流平均值，等于负载电流ILoad;??? Ic是电容在一个开关周期内充放电电流的平均值，显然Ic=0；??? R1为电感的等效串联电阻(ESR)。

并联型高频开关直流电源的系统设计关键字：开关电源 PWM 并联均流模块随着模块化电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日见重要。

这里介绍了一种新型并联型高频开关电源整流模块的系统设计方案。

其中，对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。

控制电路以UC3525为核心，构成电流内环、电压外环的双环控制模式，实现系统稳压和限流。

并且通过小信号模型分析，对电压电流环的PI调节器进行设计。

近几年来，各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。

随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求不断提高。

电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。

开关频率的提高可以使开关变换器（特别是变压器、电感等磁性元件以及电容）的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。

另外，提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。

但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关，而早期的脉宽调制（PWM）开关电源工作在硬开关模式，在硬开关中功率开关管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的，电路的开关损耗很大，开关频率越高，损耗越大，不但增加了热设计的难度而且大大降低了系统得可靠性，这使得PWM开关技术的高频化受到了许多的限制。

根据高频电力操作电源的设计要求，结合实际的经验和实验结果选择合适的开关器件，设计出稳定可靠、性能优越的控制电路、驱动电路、缓冲电路以及主要的磁性元器件。

对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。

采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。

1、系统原理的设计思想在设计大型的开关电源模块时，首先需要对系统有一个整体的规划，以便于设计整体结构及相应的辅助电源。

直流通信电源在电力系统中的应用摘要:电力通信直流电源在电力通信系统中占有非常重要的地位,电力通信的飞速发展对电力通信直流电源提出了更高的要求。

本文就典型的现代电力通信直流电源的结构组成进行了详细的分析介绍,并根据通信电源系统双重化配置的实施要点进行了探讨。

关键词:电力通信通信电源直流电源由于电力通信系统在整个电力系统运行管理中起着不可或缺的重要作用,具有举足轻重的位置,而其中通信机房更是该系统工的核心,这要求与之配套的通信电源必须稳定、可靠,同样要求市电的供电必须安全、可靠稳定。

近年来,电网规模的不断扩大和现代通信技术的进步,极大地促进了电力通信事业的飞速发展,随着电力通信整体水平的不断提高、通信设备的不断更新,对电力通信直流电源也提出了更高的要求,因此做好对电力通信直流电源的维护具有重要意义,直接影响着电力通信网的安全平稳运行。

1 电力通信直流电源的组成通信直流电源是一个复杂的系统,目前电力通信直流电源均采用－48V的高频开关直流电源,电力系统中典型的电力通信直流电源结构组成如图1所示,从图1中可知电力通信直流电源由交流配电、整流模块、直流配电、蓄电池组和监控模块等按照要求组合而成。

(1)交流配电部分。

交流部分的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入,在电源容量较小时有时也使用2路220V单相交流输入,以保证电源可靠供电。

为防止雷击和过电压破坏,在市电输入端应加装避雷器,常用的有普通氧化锌避雷器和OBO防雷模块等;由于此处的防雷主要是对非直击的感应雷击的浪涌电压的防护,因此避雷器的通流量一般选择在15kA～20kA,残压在1.5kV左右,就可有效的保护电源设备。

(2)整流模块部分。

整流模块是通信直流电源的最重要的组成部分,通信直流电源的供电质量主要取决于整流模块的电气指标,它完成AC-DC变换并以并联均流方式为通信设备供电,同时对蓄电池组进行恒流限压充电和监控模块的供电。

现在所有的通信直流电源均采用模块化高频开关整流器,它具有其体积小、效率高、模块化、功率因素高、输入电压范围宽、噪声低、可靠性高以及可带电热插拔等优点;电力通信直流电源所使用的高频开关整流器模块一般为单相220V交流输入,功率因素可达0.99以上,模块容量一般为每块20A/－48V～50A/－48V;在实际使用中,如果输入的是380V三相四线交流电源,则应注意将所有整流模块平均分配到每一相;同时为了提高整流器工作的可靠性,在设计时应考虑多余备用容量,模块配置采用N+1冗余。

电源均流方案电路简介电源均流方案电路是一种用于实现电流均分的电路设计方案。

在多电路并联使用的情况下，电源均流方案电路能够确保每个电路获得相同的电流，从而均匀分配电流负载，提高电路的稳定性和可靠性。

电流均流的重要性在一些需要多个电路同时工作的应用中，例如电机驱动、照明系统等，电流均流非常重要。

如果电流不能均匀分配到每个电路中，将会导致某些电路过载，而其他电路则负载较轻，从而影响整个系统的性能和稳定性。

因此，实现电流均流是确保系统各个部分正常工作的关键之一。

传统电源均流方法的局限性在传统的电源均流方法中，通常采用电流分流器或电阻器来实现电流的均分。

这种方法的原理是在每个电路入口处串联一个电流分配电阻，通过分压原理将电流分配到各个电路中。

然而，传统方法存在以下几个局限性：1.效率低：传统方法中，电流分配电阻会消耗一部分电能，导致整体电源效率降低。

2.温升大：电流分配电阻在工作过程中会产生较大的功耗，导致温度升高，进一步影响电路的稳定性。

3.可靠性差：由于传统方法需要使用大量的电流分配器或电阻器，线路复杂，容易出现故障，降低整个系统的可靠性。

电源均流方案电路设计为了解决传统电源均流方法的局限性，我们提出了一种新的电源均流方案电路设计。

该设计基于现代集成电路和功率电子技术，能够实现电流的精确均分，并改善传统方法存在的问题。

基本原理新的电源均流方案电路设计主要基于电流控制技术。

在该设计中，通过控制每个电路的阻抗来实现电流的均分。

具体实现如下：1.使用可调节电阻：在每个电路的入口处串联一个可调节电阻，通过调节电阻的阻值来控制电路的阻抗。

2.分布式控制：每个电路的可调节电阻通过分布式控制器进行控制，通过控制器将电流均匀地分配到每个电路中。

设计要点在设计电源均流方案电路时，需要注意以下几个要点：1.高精度电阻：可调节电阻需要具备高精度和稳定的特性，以确保电流的均匀分配。

2.分布式控制算法：控制器需要能够实时监测每个电路的电流，通过分布式控制算法来调节可调节电阻的阻值。

电源均流电路
电源均流电路指的是一种能够将电流从一个电源分配到多个负载上的电路。

在这种电路中，电源会提供一定的电流，而每个负载也会得到相同的电流，从而实现了电流的均匀分配。

电源均流电路常常用于需要同时供电多个部件的电子设备中。

例如，在一台计算机中，内存、硬盘、显卡等部件都需要得到电源的供应。

为了确保这些部件能够稳定地工作，需要采用电源均流电路来分配电流。

在电源均流电路中，通常会使用电阻器来实现电流的分配。

电阻器的阻值越大，分配到该负载的电流就越小。

因此，通过合理选择电阻器的阻值，就可以实现电流的均匀分配。

除了使用电阻器，还有一些其他的电路可以实现电源均流的功能。

例如，可以使用晶体管、运算放大器等元件来实现电流的分配。

这些电路通常比电阻器更为灵活，但也更加复杂。

总之，电源均流电路是一种非常实用的电路设计，能够帮助我们实现电流的均匀分配，从而为电子设备的正常工作提供保障。

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均流方法开关电源并联均流技术Technique of Parallel Balanced Current in SMPS北京电子信息大学路秋生张艳杰(北京100031)摘要：讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其主要工作原理及特点。

关键词：均流主从控制电源内阻1引言在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。

因此在实用中往往采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。

但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。

不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”的问题，而解决方法的不同，对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。

由于目前稳定电源输出扩流应用较多，本文仅讨论开关电源并联均流技术。

均流的主要任务是：（1）当负载变化时，每台电源的输出电压变化相同。

（2）使每台电源的输出电流按功率份额均摊。

2提高系统可靠性方法（1）在电源并联扩流过程中，为了提高系统工作稳定性，可采用N＋m冗余的方法。

其中m表示冗余份数，m值越大，系统工作可靠性越高，但是系统成本也相应增加。

（2）采用均流技术保证系统正常工作。

在电源并联扩流中，应用较为广泛的办法是自动均流技术。

它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊，以达到既充分发挥每个单元的输出能力，又保证每个单元可靠工作的目的。

（3）均流技术应满足条件：·所有电源模块单元应采用公共总线。

·整个系统应有良好的均流瞬态响应特性。

·整个并联输出扩流系统有一个公共控制电路。

（4）常用的几种并联均流技术：·改变单元输出内阻法（斜率控制法）·主/从控制法（master/slave）·外部控制电路法·平均电流型自动负载均流法·最大电流自动均流法（自动主/从法、民主均流法）·强迫均流法3关于均流技术中常用的一些概念3．1稳压源（CV）电路框图和特性曲线分别如图1（a）、（b）所示，输出电压UO=RFUREF/R1（a）（b）图13．2稳流源（CC）电路框图和特性曲线分别如图2（a）、（b）所示，输出电流IO=RFUREF/（RSR1）（a）（b）图23．3CV/CC（恒压/恒流交叠）特性曲线如图3所示图34常用几种均流技术的工作原理4.1改变单元输出内阻法（斜率控制法、电压下垂式、输出特性斜率控制式）实现方式：·UO固定，改变斜率·斜率固定，改变输出电压（1）工作原理和特性曲线（a）（b）图4见图4（a）、（b），图中△Imax=△UOImax/△Uslope，内阻RO=△UO/△IO当单元输出电流IO1增加时，IO1在电流检测电阻RS上的压降增加，致使A1输出电压增加，与单元电压反馈信号Uf叠加后送至A2反相输入端，经A2放大后输出Ur变负，利用这个Ur电压控制单元输出电流，从而实现均流。

模块化直流电源并联均流控制方法分析利用多台中/小功率的电源并联，不仅可以达到负载功率要求，降低应力；而且还可以应用冗余技术，提高系统的可靠性。

为了使直流电源并联系统可靠工作，必须采取有效的均流控制措施，保证系统各模块近似均分负载电流。

标签：直流电源；并联均流；模块化1 模块化直流电源并联的优势为适应大功率供电系统负载安全性的考虑，开始对分布式电源系统进行初步研究。

传统的供电系统为提高供电的可靠性，每个负载需要备有两套完全一样的电源设备，其成本增加了一倍。

分布式电源系统利用新电源系统，可以通过利用较小的电功率的电路，通过连接组合成大功率的电源系统，进行分布电源系统的时候，要保证电源体系的独立性，并保证根据用户的实际要求提高电源使用的效率，使电源系统的体积、重量大为降低。

2 并联均流控制方法的介绍（1）输出阻抗法（droop法）并联的各模块的外特性呈下垂特性，负载越重，输出电压越低。

在并联时，外特性硬（内阻小）的模块输出电流大；外特性软的模块输出电流小。

输出阻抗法的思路是，设法将外特性硬（内阻小、斜率小）的外特性斜率调整得接近外特性软的模块，使得两个模块的电流分配接近均匀。

可以简单的理解成输出电流越大，模块输出电压会越低，这样两个模块并联在一起，原来输出电压高的模块，由于输出电流的增加，模块输出电压降低，自然就无法输出更多的电流，那么电流就由其余模块提供了。

（2）主从设置法就是说根据设置的电路版块，根据设置的模式，跟随设置的主要版块模式，从各个电流进行统一的分析，需要根据主模块的电流进行分析，保证电流的均流。

需要人为设置一个主模块，所有模块以该模块为参考，输出电流。

在对工作模式的作用下，设置单元分类，其中一个单元就是对工作电流的分配方式，保障其余单元电流的工作效果，实际上就是对原来的电压和电流之间的电流进行控制，也就是说电压控制的电流源。

这种均流方式最大的缺点就是，主模块是我们设计过程中指定的，如果工作过程中主模块发生问题，那么整套系统将瘫痪。

华中科技大学文华学院毕业设计（论文）高精度恒流源设计学生姓名：学号：学部（系）：专业年级：指导教师：职称或学位：高级工程师2010年5月21日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)前言 (2)1．概述 (2)1.1 直流稳压电源的发展方向 (2)1.2 国内发展现状 (3)1.3 系统研究方向 (4)2．设计原理 (5)2.1设计原理 (5)2.2系统框图 (7)3．主要器件及EDA设计软件的介绍 (8)3.1 AT89C51简介 (8)3.2 开关管IGBT的工作原理 (11)3.3 数码管显示原理 (11)3.4 EDA设计软件 (13)4．硬件电路与数据测试 (20)4.1 整流滤波、初步稳压 (20)4.2 AT89C51主控部分 (21)4.3 DC/DC变换部分 (21)4.4 稳压部分 (22)4.5显示电路 (23)4.6数据测试与分析 (24)5．软件设计 (25)5.1 软件流程图 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录一 (28)附录二 (29)高精度恒流源设计摘要目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科，它对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。

本文介绍了一种基于单片机的智能稳压电源的设计方案，其核心技术是通过单片机控制开关管的占空比来实现对输出电压的步进调节。

该系统整合了AC/DC整流和DC/DC直流变换技术，系统主体由两大部分组成：为器件提供工作电源的AC/DC整流部分；实现输出电压可调的DC/DC直流变换部分。

系统由整流滤波模块、单片机控制模块、数码管显示模块、闭环调节稳压模块组成，系统的另一亮点在于可以实时显示，这弥补了传统稳压电源的不足。

关键词：51单片机；稳压电源；连续步进可调；开关管的占空比；High Precision Constant Current SourceAbstractPresent power technology has gradually developed into more than one discipline mutual penetration of integrated technical disciplines, its modern communications, electronics, computer, industrial automation, electrical work, some high-tech defense and provide high quality, high efficiency, high reliability of power plays a key role.This paper introduces a microcomputer-based Intelligent Power Supply design, the core technology is controlled by single chip switch duty cycle to achieve the output voltage of the step adjustment. The system incorporates AC / DC rectifier and DC / DC DC Converter technology, the system main body consists of two parts: the device supplies power to the AC / DC rectifier; to achieve output voltage of DC / DC DC transformation part. System by the rectifier module, microprocessor control module, digital control module, closed loop regulation voltage regulator modules, Another bright spot is that the system can display real-time, which make up the deficiencies of the traditional regulated power supply.Key Words：MCU; Regulated Power Supply; Continuously adjustablestep; Switch duty cycle;前言本文着重于探讨和设计一种高精度的可控的稳定电源，本文从直流稳压电源的目前发展现状说起，直流稳压电源目前的发展趋势是其设计的数字化和智能化，并与计算机技术的高度融合。