开关电源模块并联供电系统的设计分析方案.docx

1、开关电源模块并联供电系统摘要基于电路设计的基本要求，开关电源模块并联供电系统电路主要由两个并联 DC/DC 模块 额定功率 16W、输出电压 8V）、稳压二极管、负载电阻等电路模块组成。该系统选择由以LM2576 集成块为主要部件的DC/DC 模块来实现 DC/DC变换稳压，外围元件极少，转换效率高，选用小导通电阻，选用快速恢复二极管进行整流，降低损耗，防止反向电流导通造成短路从而烧毁供电系统。通过实验验证，本电路实现了设计要求的全部基本指标，并且该DC/DC 转换效率可达到 75%。但因时间仓促，本电路设计还有诸多不足，各项设计指标有待进一步提高。1 / 7一、系统方案设计与论证1. 设计思

2、路基于题目的要求，可以采用图1 所示的方案。该系统主要由以LM2576 集成块为中心组成的16W 的 8V DC/DC 变换器，负载电阻等电路模块组成。DC/DC 变换模块实现24V DC 变压为 8V DC，该模块同时实现了输出电流过流保护功能；同时，通过对负载电阻的调节可以逐步实现该系统的设计要求和功能要求。图 1 系统方案图2. 方案的论证2.1 DC/DC 变换模块本模块的设计要求是进行降压变换，因此该模块采用由LM2576 以集成块为中心组成的16W 的 8V DC/DC 模块进行降压变换。该降压变换电路结构简单，由电容，电感，二极管，电阻等元件组成，便于进行电路设计。而且该降压变换

3、电路稳压性能好，并且转换效率高。其原理图如图2 所示：2 / 7图 2变换器原理图该变换器最高输入电压为 50V，输出电压汇范围为 5.1-40.0V 连续可调，额定电流为 2.5A，变换效率为 90%，脉冲占空比可以在 0-100%内调整。2.2 控制方法及实现方案本小组为该系统设计两种方案:方案一：单片机来实现整个系统的功能。该方案的优点：布线简单，硬件设计时间短；该方案的缺点：1）软件的编程工作量大，难度大；2）所有的功能都由单片机来实现，对单片机的硬件资源要求很高，加之硬件筹备比较困难；3） 该设计要求对DC/DC 变换器实现PWM 控制的开关频率至少要为100HZ，在单片机上难于实现

4、；方案二：由 DC/DC 变换器和负载的调制共同实现整个系统的功能。该方案的优点：1）控制系统的实现无需软件编程，难度不大；系统中没有单片机控制的任务，因此我们不用筹备要求很高的单片机硬件资源，从而减少资金的投入，提高性价比。该方案的缺点：3 / 72）电路板的布线焊接工作量较大。3）对负载有一定的要求。经过方案比较与论证，本小组最终选择方案二DC/DC 变换器和负载的调制共同实现整个系统的功能。整个系统的组成框图如图3 所示，直流电压的降压变换直接由 DC/DC 变换模块来实现，各路电流的比值直接由负载电阻的调制来实现，同时为了防止直流电源并联供电时可能产生回流从而缩短元件寿命，我们在电源

5、1 和电源 2 上分别串联一个二极管 IN5822）。图 3 系统的组成框图二、理论分析与参数计算根据设计要求， DC/DC 变换器的输入电压V s=24V，输出电压Vo =8V，由此分别计算电感，电容，二极管的参数：1）实现 I1:I 2=1:1， I0=1.0A ；调节 U1 使输出电压为 8.4V；调节 U2 使输出电压为7.6V，由基尔霍夫定律得：8.4=0.5R1+R21）7.6=R22）得到R1=1.6；2；R =7.6将所需负载接入电路则可实现。2）实现 I1:I 2=1:2， I0= I 1+I2 =1.5A；调节 U1 使输出电压为8.4V；调节 U2 使输出电压为7.6V。

6、由基尔霍夫定律得：8.4=0.5R1+1.5R23）7.6=1.5R24）得到负载R1 =1.6 ；R2=5.1 ；4 / 7将所需负载接入电路则可实现。3）实现 I1:I 2=1:1, I0= I1+I2=4A。调节 U1 使输出电压为8.4V；调节 U2 使输出电压为7.6V，由基尔霍夫定律得到：8.4=2R1+4R25）7.6=4R26）得到负载R1=0.4 ；R2=1.9 ；将所需负载接入电路则可以实现。三、系统电路设计1. 模块功能的简介该模块 如图 2 所示）采用了以LM2576 集成块为中心组成的16W 的 8VDC/DC 模块进行降压变换。该降压变换电路结构简单，由电容，电感，

7、二极管，电阻等元件组成，便于进行电路设计。该模块实现了24V DC 变压为 8VDC，而且该降压变换电路稳压性能好，转换效率高，并且该模块还具有自动限流保护功能，当电路中通过的电流超过该电路所能承受的最大电流时，该电路会自动进行过流保护。2. 电路设计基于题目的要求，该系统主要由两个以LM2576 集成块为中心组成的16W的 8V DC/DC 变换器、稳压二极管、负载电阻等电路模块组成。16W 的 8VDC/DC 变换模块实现24V DC 变压为 8V DC, 稳压二极管实现了输出电流过流保护功能；同时，通过对负载电阻的调节可以逐步实现该系统的设计要求和功能要求。具体电路图如图五所示：5 /

8、7图 5 系统具体调节电路图上图中 U1 为 16W 的 8V DC/DC 变换模块一的输出电压，U2 为 16W 的 8VDC/DC 变换模块二的输出电压。3. 功能器件 LM2576）简介LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件如78xx 系列端稳压集成电路）的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为 MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。 LM2576内部包含 52kHz 振荡器、 1.23V 基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等。为了产生不同的输出电压，通常将比较器的负端接基准电压 1.23V），正端接

9、分压电阻网络，这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值，其中R1=1k可调 -ADJ 时开路）， R2分别为 1.7k 3.3V）、3.1k 5V）、 8.84k 12V）、 11.3 k 15V）和 0-ADJ），上述电阻依据型号不同已在芯片内部做了精确调整，因而无需使用者考虑。将输出电压分压电阻网络的输出同内部基准稳压值1.23V 进行比较，若电压有偏差，则可用放大器控制内部振荡器的输出占空比，从而使输出电压保持稳定。四、测试方案与测试结果1.测试方法测试所用主要仪器有：能提供24V 的稳压电源，电流表 2 个），电压表 2个），滑动变阻器 2 个），定值电阻 11.54I1 (A0.50.52.0I 2(A0.51.02.0R1( 1.61.60.4R2( 7.65.11.9五、报告总结通过参加本次设计制作，使小组各成员积累了许多电路设计的思路、熟悉并掌握了很多制作电路的技巧，对电子设计制作有了新的认识。但由于所学知识有限，小组成员对电路的分析不够透彻，对电路的制作不够熟练，尤其在制作电感时