开关电源模块并联供电系统

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毕业论文范文题目： 开关电源模块并联供电系统，论文范文关键词： 开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统毕业论文范文介绍开始：
　　前言
　　目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。大量电子设备，特别是计算机、通讯、空间站等的广泛应用，要求组建一个大容量、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高带来困难；并且一旦单台电源发生故障，则导致整个系统崩溃。采用多个电源模块并联运行，来提供大功率输出是电源技术发展的一个方向。因此，对开关电源模块并联供电系统的研究是很有意义的。
　　本论文描述了一个由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统的设计过程。本系统首先要设计出两个把24V的直流电压转换成8V直流电压的DC/DC转换器，当它们工作在16W的功率时要保证输出的直流电压稳定在8±0.4V。其次，本系统要完成两个DC/DC模块输出电流比例的分配，除了达到传统的均流指标之外，还要实现两路输出电流按特定比例分配。最后，本系统要尽量提高供电的效率，并设计短路保护功能与自动恢复功能。
　　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。开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，目前市场上出售的开关电源的开关频率有待进一步提高。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。可采用R-C或L-C缓冲器、非晶态等磁芯制成的磁缓冲器、谐振电路控制浪涌的发生。目前对谐振式开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。
　　模块化是开关电源发展的总体趋势。八十年代起，分布式电源供电方式成为电力电子学新的研究热点。相对于传统的集中式供电，分布式电源利用多个中、小功率的电源模块并联来组建积木式的大功率电源系统。在空间上各模块接近负载，供电质量高，通过改变并联模块的数量来满足不同功率的负载，设计灵活，每个模块承受较小的电应力，开关频率可以达到兆赫级，从而提高了系统的功率密度。然而一般情况下不允许模块输出间直接进行并联，必须采用均流技术以确保每个模块分担相等的负载电流，否则，并联的模块有的轻载运行，有的重载甚至过载运行，输出电压低的模块不但不为负载供电，反而成了输出电压高的模块的负载，热应力分配不均，极易损坏。开关电源并联系统常用的均流方法有：输出阻抗法、主从设置法、按平均电流值自动均流法、)外加均流控制器法、最大电流自动均流法（自主均流法）。其中自主均流法以其均流精度高、动态响应好、可实现冗余技术等特点，越来越受到产品开发人员的青睐。
　　本设计研究的重点是开关电源模块输出电压的稳定、电路中电流的检测与电流比例的分配，很明显，A/D转换器在本设计中扮演着非常重要的角色。本设计用LM317进行稳压，给A/D转换器提供准确的参考电压。STC12C5A60S2系列单片机集成了两路可编程计数器阵列(PCA)模块，可用于脉宽调制(PWM)输出；并且有8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHz(25万次/秒)。因此本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，输出两路PWM信号各控制一个G40N60开关管，构成两个DC/DC模块。单片机对两路DC/DC模块的输出电压进行动态采样，根据采样到的电压计算电流并反馈调节第一路的PWM信号的占空比，根据电流分配比例调整第二路的PWM信号的占空比，进而控制开关管G40N60的通断时间，实现对并联的两路DC/DC模块输出电流的比例分配和输出电压的稳定。
　　目录
　　摘要 I
　　ABSTRACT II
　　第1章绪论 1
　　1.1 开关电源模块并联供电系统 1
　　1.1.1 开关电源并联供电系统的研究意义 1
　　1.1.2 国内外的研究状况 1
　　1.1.3 目前研究工作中存在的问题 2
　　1.2 设计内容与完成的工作 3
　　1.2.1 设计内容 3
　　1.2.2 完成的工作 4
　　第2章方案选择 5
　　2.1 开关电源控制方案 5
　　2.1.1 开关电源控制技术的介绍与选择 5
　　2.1.2 PWM信号产生方案的选择 6
　　2.2 输出电压调控方案 7
　　2.2.1 A/D转换器的原理 7
　　2.2.2 A/D转换方案的选择 9
　　2.3 电流检测方案 9
　　第3章主要器件介绍 11
　　3.1 单片机 11
　　3.1.1 单片机最小系统 12
　　3.1.2 单片机PWM功能 12
　　3.1.3 单片机A/D转换器功能 16
　　3.2 稳压芯片LM317 19
　　3.3 稳压芯片AMS1117 20
　　3.4 液晶显示模块HB12864M2A 21
　　第4章系统设计 23
　　4.1 系统结构 23
　　4.2 硬件电路 23
　　4.2.1 稳压模块电路 23
　　4.2.2 DC/DC模块电路 24
　　4.2.3 A/D模块电路 25
　　4.3 软件流程 25
　　第5章系统仿真与调试 27
　　5.1 系统仿真 27
　　5.1.1 稳压模块仿真 27
　　5.1.2 其他模块 27
　　5.2 系统调试 27
　　5.2.1 稳压模块 27
　　5.2.2 单片机最小系统 28
　　5.2.3 PWM模块检测 29
　　5.2.4 A/D转换模块及液晶显示模块检测 29
　　5.2.5 DC/DC模块 30
　　5.2.6 系统总体测试 30
　　5.3 调试过程中出现的问题及分析 31
　　5.3.1 液晶模块测试问题 31
　　5.3.2 A/D转换模块测试问题 31
　　5.3.3 DC/DC模块检测问题 31
　　第6章结论与展望 32
　　6.1 设计成果 32
　　6.2 设计的不足 32
　　6.3 展望 33
　　致谢 34
　　参考文献 35
　　附录 36
　　摘要
　　本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，采用双PWM控制的方法，实现输出电压稳定为8V、电流可按特定比例分配且供电系统效率不低于60%的开关电源模块并联供电系统。单片机对两路DC/DC模块的输出电流和输出电压进行动态采样，根据采样到的电流和电压反馈调节第一路的PWM信号的占空比，并根据电流分配比例调整第二路的PWM信号的占空比，进而控制两路DC/DC模块中的开关管G40N60的通断时间，实现对并联的两路DC/DC模块输出电流的比例分配，并保持输出电压的稳定。系统实现了负载工作在额定输出功率时，供电系统的直流输出电压保持在8.0V，供电系统的效率高于 60%；系统通过软件方式进行过流保护；当输出电流按照特定的比例分配时，误差被控制在5%以内。
　　关键字：开关电源并联系统，双PWM控制，电流分配，STC12C5A60S2单片机

以上为本篇毕业论文范文 开关电源模块并联供电系统的介绍部分。

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